Exercícios Edwin

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Nome: Leticia Alanna Ferreira de Sousa CPD: 38954 
Professor: Edwin Francisco Ferreira Silva Semestre: 3/4° 
Disciplina: Física 3 Curso: Engenharia Civil 
 
Exercícios 
 
1 - Uma máquina de solda elétrica precisa operar com uma corrente elétrica de 400 A 
para que haja potência dissipada suficiente para fundir as peças metálicas. A potência 
necessária é dada por P =R.i2, onde R é a resistência dos eletrodos de solda. Com a 
intenção de obter esse valor de corrente elétrica, utiliza-se um transformador, que está 
ligado a uma rede elétrica cuja tensão vale 110 V, e pode fornecer um máximo de 40 A. 
Qual deve ser a razão do número de espiras entre o enrolamento primário e o secundário 
do transformador, e qual a tensão de saída? 
 
b) N1/N2 = 10; V = 11 
 
𝑃1 = 𝑃2
𝑉1𝑖1 = 𝑉2𝑖2
100 ∗ 40 = 𝑉2 ∗ 400
𝑉2 =
4400
400
𝑉2 = 11𝑉
 
𝑁 =
𝑉1
𝑉2
𝑁 =
110
11
𝑁 = 10
 
 
 
2 - (UFRS) Num transformador, a razão entre o número de espiras no primário (N1) e o 
número de espiras no secundário (N2) é N1/N2 = 10. Aplicando-se uma diferença de 
potencial alternada V1 no primário, a diferença de potencial induzida no secundário é V2. 
Supondo tratar-se de um transformador ideal, qual a relação entre V2 e V1? 
 
e) V2 = V1/10 
 
𝑁1
𝑁2
=
𝑉1
𝑉2
10 =
𝑉1
𝑉2
𝑉2 =
𝑉1
10
 
 
 
3 - As usinas geradoras de energia elétrica produzem que permite, através de um 
transformador, elevar a e, assim, diminuir a , de modo a diminuir as perdas 
de energia por efeito Joule nas linhas de transmissão. 
 
 
c) corrente alternada – tensão – corrente elétrica 
 
4 - A linha telefônica fixa residencial é movida a corrente elétrica contínua (CC), com 
tensão de 45V, e funciona de forma independente da rede elétrica convencional, que é de 
corrente alternada (CA) e com tensão de 220V. Devido a uma frequente falta de energia na 
linha convencional de sua casa, Joãozinho, estudante do ensino médio, pensou em fazer um 
transformador elevador de tensão, para usar na luminária de sua mesa de estudo. Sua 
ideia é tirar energia da tomada do telefone (o que é proibido por lei) e usá-la numa 
situação de emergência. Pode-se dizer que o objetivo de Joãozinho: 
c) não será alcançado, pela impossibilidade de se elevar tensão contínua para 
tensão alternada somente com um transformador. 
 
 
5 - No final do século XIX, uma disputa 
tecnológica sobre qual a corrente elétrica 
mais adequada para transmissão e 
distribuição da energia elétrica, gerada em 
usinas elétricas, tornou clara a vantagem do 
uso da corrente alternada, em detrimento 
da corrente contínua. Um dos fatores 
decisivos para essa escolha foi a 
possibilidade da utilização de 
transformadores na rede de distribuição de 
eletricidade. Os transformadores podem 
aumentar ou diminuir a tensão a eles 
fornecida, permitindo a adequação dos 
valores da 
intensidade da corrente transmitida e reduzindo perdas por efeito Joule, MAS SÓ 
FUNCIONAM EM CORRENTE ALTERNADA. O princípio físico em que se baseia o 
funcionamento dos transformadores e a característica da corrente alternada que satisfaz a 
esse princípio são, respectivamente, 
 
 
e.) a indução eletromagnética e o movimento oscilante dos portadores de 
carga elétrica. 
 
6 - O fenômeno da indução 
eletromagnética permite explicar o 
funcionamento de diversos 
aparelhos, entre eles o 
transformador, o qual é um 
equipamento elétrico que surgiu no 
início do século 19, como resultado 
da união entre o trabalho de 
cientistas e 
engenheiros, sendo hoje um componente essencial na tecnologia elétrica e eletrônica. 
Utilizado quando se tem a necessidade de aumentar ou diminuir a tensão elétrica, o 
transformador é constituído por um núcleo de ferro e duas bobinas, conforme ilustra a 
figura a seguir. Uma das bobinas (chamada de primário) tem N1 espiras e sobre ela é 
aplicada a tensão U1, enquanto a outra (chamada de secundário) tem N2 espiras e fornece 
a tensão U2. Sobre o transformador, é correto afirmar: 
 
e.) Quando o número de espiras N1 é menor que N2, a tensão U2 será maior 
que a tensão aplicada U1. 
7 - Sabe-se que em um transformador não há, necessariamente, 
ligação elétrica entre o condutor do enrolamento primário e o do 
secundário. Entretanto, a energia elétrica é transmitida do 
primário para o secundário. A partir destes fatos e dos 
conhecimentos sobre eletromagnetismo, é correto afirmar: 
 
(02) O transformador só funciona com corrente elétrica variável. 
(04) É a variação do fluxo do campo magnético nos enrolamentos que permite a 
transmissão da energia elétrica. 
2 + 4 = 6 
 
8 - Considere o transformador da figura, onde Vp é a tensão no primário, Vs é a tensão no 
secundário, R, um resistor, N1 e 
N2 são o número de espiras no 
primário e
 secundário, 
respectivamente, e S uma chave. 
Quando a chave é fechada, qual 
deve ser a corrente Ip no 
primário? 
 
𝜀𝑃
𝜀𝑆
=
𝑁𝑃
𝑁𝑆
𝑅𝑃𝑖𝑃
𝑅𝑆𝑖𝑆
=
𝑁𝑃
𝑁𝑆
𝑖𝑃 =
𝑅𝑆𝑖𝑆𝑁𝑃
𝑁𝑆𝑅𝑃
 
 
9 - O supermercado dispõe de um transformador de energia elétrica que opera com tensão 
de 8.800 V no enrolamento primário e tensões de 120 V e 220 V, respectivamente, nos 
enrolamentos secundários 1 e 2. Considere que os valores das tensões sejam eficazes e que o 
transformador seja ideal. 
 
a) Determine a relação entre o número de espiras no enrolamento primário e no secundário 
2. 
 
𝑁1
𝑁2
=
𝑉1
𝑉2
𝑁1
𝑁2
=
8800
220
𝑁1
𝑁2
= 40
 
 
b) Sabendo que a potência no enrolamento primário é de 81.000 W e que a corrente no 
secundário 2 é 150 A, calcule a corrente elétrica no enrolamento secundário 1. 
Considere que os valores das tensões sejam eficazes e que o transformador seja ideal. 
 
𝑃2 = 𝑉2 ∗ 𝑖2
𝑃2 = 220 ∗ 150
𝑃2 = 33000𝑊
 
𝑃1 = 81000 − 33000
𝑃1 = 48000𝑊
 
𝑃1 = 𝑉1 ∗ 𝑖
𝑖 =
𝑃1
𝑉1
𝑖 =
48000
120
→ 𝑖 = 400𝐴
 
 
 
 
10 - Na figura a seguir está representada uma espira quadrada de lado 
igual a 10,0 cm, situada no interior de um campo magnético uniforme B, 
perpendicular ao plano do papel e dirigido para dentro do papel, cuja 
intensidade é 0,50 Weber/m2. O plano formado pela espira é paralelo ao 
papel. Quando o campo magnético tem seu sentido completamente 
invertido, surge na espira uma força eletromotriz induzida de 5,0 V. O 
intervalo de tempo médio utilizado para inverter completamente o 
sentido do campo magnético, neste caso, é: 
 
c) 2,0.10-3 s 
 
 
𝜀 = |
∆∅
∆𝑡
| →
∆(𝐵𝐴)
∆𝑡
→ 𝐴 |
∆𝐵
∆𝑡
|
5,0 = 0,01 |
0,05 − (0,05)
∆𝑡
|
∆𝑡 =
5
0,01
→ 2 ∗ 10−3𝑠
 
11 - Num transformador de perdas de energia desprezíveis, os 
valores eficazes da corrente e da tensão, no primário, são 
respectivamente 2,00A e 80,0V, e no secundário, o valor eficaz da 
corrente é de 40,0A. Portanto, o quociente entre o número de 
espiras no primário e o número de espiras no secundário, e a tensão 
no secundário são, respectivamente, 
 
c) 20 e 4,0V 
 
 
80
𝑈2
=
40
2
𝑈2 = 4,0𝑉
 
𝑈1
𝑈2
=
𝑁1
𝑁2
80
4
=
𝑁1
𝑁2
𝑁1
𝑁2
= 20
 
 
 
12 - Pedrinho, após uma aula de Física, resolveu verificar experimentalmente o que tinha 
estudado até o momento. Para tal experimento, ele usou uma bobina com 50 espiras, um 
ímã preso a um 
suporte 
não condutor e uma lâmpada 
incandescente de 5 W de 
potência. O experimento 
consistia em mover o ímã para 
dentro e para fora da
 bobina, 
repetidamente. Ao terminar o 
experimento, Pedrinho fez 
algumas observações, que 
estão 
listadas na forma de proposições. 
Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 
 
(02) É difícil mover o ímã dentro da bobina, pois o campo magnético de 
cada espira oferece uma resistência ao movimento do ímã. Isto é 
explicado pela Lei de Lenz. 
04) Se a corrente na lâmpada for de 2 A, a força eletromotriz induzida em cada 
espira da bobina é 0,05 V. 
16) Para haver umacorrente induzida na bobina é necessário que o circuito 
esteja fechado. 
2 + 4 + 16 = 22 
 
13 - Um transformador tem os seguintes valores nominais: 110 V, 220 V e 2200 
W. Sabendo que o enrolamento cujos terminais indicam 110 V tem 250 espiras, 
determine: 
a) o número de espiras do enrolamento correspondente à força eletromotriz de 220 V; 
 
𝑈1
𝑁1
=
𝑈2
𝑁2
110
250
=
220
𝑁2
𝑁2 = 500 𝑒𝑠𝑝𝑖𝑟𝑎𝑠
 
 
 
 
 
 
b) a intensidade da corrente em cada terminal quando se utiliza esse transformador para 
ligar uma 
televisão, com valores nominais de 220 V e 880 W, a uma tomada que fornece 110 V; 
 
𝑃 = 𝑈2𝑖2
880 = 220 ∗ 𝑖2
𝑖2 = 4𝐴
 
𝑃 = 𝑈1 ∗ 𝑖1
880 = 110 ∗ 𝑖1
𝑖1 = 8𝐴
 
 
c) a intensidade máxima da corrente em cada terminal. 
 
𝑃𝑚𝑎𝑥 = 𝑈2 ∗ 𝑖2𝑚𝑎𝑥
2200 = 220 ∗ 𝑖2𝑚𝑎𝑥
𝑖2𝑚𝑎𝑥 = 10𝐴
 
𝑃𝑚𝑎𝑥 = 𝑈1 ∗ 𝑖1𝑚𝑎𝑥
2200 = 110 ∗ 𝑖1𝑚𝑎𝑥
𝑖1𝑚𝑎𝑥 = 20𝐴
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 - Para escoar a energia elétrica produzida em suas turbinas, a hidrelétrica de Itaipu 
eleva a tensão de saída para aproximadamente 700.000 V. Em sua residência, as tomadas 
apresentam uma tensão de 127 V e/ou 220 V. O equipamento que realiza essa tarefa de 
 
 
 
elevar e abaixar a tensão é o transformador. É correto afirmar que 
 
b) o princípio de funcionamento de um transformador exige que a 
tensão/corrente seja alternada 
 
 
 
1 - A figura abaixo representa o esquema de um transformador utilizado para 
aumentar ou diminuir a 
 
tensão elétrica fornecida a um circuito. Sobre o funcionamento desse transformador, se 
 , então, . 
A opção que completa, corretamente, as lacunas acima é: 
 
b) V1 > V2 , i1 > i2