Um adaptador para “carregar” celular apresenta a seguinte indicaçāo:
Entrada:
. Saida:
.
Descreva a relação entre os enrolamentos primário e secundário desse adaptador para os casos em que ele é ligado em 110 V e em 220 V .
Entrada:
Descreva a relação entre os enrolamentos primário e secundário desse adaptador para os casos em que ele é ligado em 110 V e em 220 V .
Passo 1
O enunciado dá os seguintes dados e pede a relação entre os enrolamentos primário e secundário quando o adaptador é ligado em
e em
. Dados fornecidos:
O que é pedido: descrever a relação (relação de espiras/transformação e como os enrolamentos primário são ligados) entre enrolamento primário e enrolamento secundário no caso de alimentação em
e em
.
Passo 2
Conceitos básicos e fórmulas que vamos usar (explicando cada símbolo):
onde
é a tensão aplicada ao primário,
é a tensão no secundário,
é o número de espiras do primário e
é o número de espiras do secundário. Essa é a relação de transformação de um transformador ideal: a razão entre tensões é igual à razão entre o número de espiras.
Também usamos a relação de correntes (para transformador ideal, energia aproximada conservada):
que leva a
onde
é a corrente no primário e
é a corrente no secundário. Vou aplicar essas fórmulas com os valores numéricos do enunciado.
Passo 3
Caso ligado em
: cálculo da razão de espiras.
Colocamos e
. Pela fórmula da transformação:
Colocamos
Interpretação: o primário tem
vezes mais espiras que o secundário; ou seja, relação de espiras
.
Se o transformador tiver dois enrolamentos primários idênticos (prática comum em adaptadores que aceitam 110/220), então cada enrolamento primário individual tem número de espiras
tal que
Para operar em
esses dois primários idênticos são ligados em paralelo (cada enrolamento fica submetido aos
), mantendo a mesma razão
entre cada primário e o secundário.
Passo 4
Caso ligado em
: cálculo da razão de espiras.
Colocamos e
. Pela mesma fórmula:
Colocamos
Interpretação: o primário total deve ter
vezes mais espiras que o secundário; relação
.
No caso de dois enrolamentos primários idênticos, para obter
ligamos os dois primários em série: o total de espiras do primário fica
. Assim
ou seja, cada enrolamento primário individual tem novamente a mesma razão
em relação ao secundário — por isso a mesma construção de dois primários permite operação em
(paralelo) ou
(série) sem mudar o secundário.
Passo 5
Cálculo das correntes primárias teóricas para a corrente máxima do secundário (
) — orientação para prova e entendimento:
Usando :
Usando
- Para
:
- Para
:
Observação prática (importante na prova): esses valores são os valores ideais associados à potência útil. A etiqueta de entrada
no adaptador refere-se a correntes de alimentação máxima considerando perdas, circuitos eletrônicos internos (no caso de fontes chaveadas) e picos, não ao cálculo ideal do transformador simples. Mas para relação espiras e corrente ideal, as contas acima estão corretas.
Passo 6
Resumo didático do que fazer na prova:
- Use sempre
para obter a razão de espiras. - Se o dispositivo tem dois primários idênticos: ligue-os em paralelo para
(cada primário vê ), e em série para (cada primário vê também). - Calcule correntes com
quando precisar da corrente primária ideal correspondente à corrente do secundário.
Resposta
Em
:
. Com dois primários idênticos ligam-se em paralelo; corrente primária ideal para
:
.
Em
:
. Com dois primários idênticos ligam-se em série (cada primário tem relação
com o secundário); corrente primária ideal para
:
.