(FUNCERN/IFRN, Edital 05/2014) Um dispositivo muito utilizado em eletricidade é o transformador. O transformador tem o objetivo de converter energia elétrica de um nível de tensão em outro nível de tensão. Sobre o transformador, marque a opção correta.
(a) Um transformador que converte 110 V em 220 V não pode ser utilizado para converter 220 V em 110 V .
(b) Um transformador que converte 220 V em 110 V tem maior corrente no terminal cuja tensão é de 110 V .
(c) Um transformador que converte 220 V em 110 V tem maior rendimento do que o transformador que converte 110 V em 220 V .
(d) As resistências elétricas das bobinas do primário e do secundário de um transformador 220 \mathrm{~V} / 110 \mathrm{~V} são iguais.

Passo 1

O enunciado trata de um transformador que converte níveis de tensão e pede para identificar a afirmação correta entre quatro opções. O conteúdo aqui é o comportamento de um transformador ideal, em que a relação de tensões entre primário e secundário está ligada à relação de espiras, e a corrente se relaciona de forma inversa à tensão, com potência aproximadamente conservada. Para resolver, vamos usar as fórmulas do transformador ideal: relação de tensões, relação de correntes e conservação de potência.

Passo 2

Em um transformador ideal valem as relações
\frac{V_p}{V_s} \;=\;\frac{N_p}{N_s}
e, como a potência elétrica se conserva (desprezando perdas),
V_p\,I_p \;=\; V_s\,I_s \quad\Longrightarrow\quad \frac{I_p}{I_s} \;=\;\frac{V_s}{V_p}\;=\;\frac{N_s}{N_p}.

Passo 3

Para o transformador que converte 220\:\text{V} em 110\:\text{V} (step-down), temos
\frac{V_p}{V_s} \;=\;\frac{220}{110} \;=\;2 \quad\Longrightarrow\quad \frac{I_p}{I_s} \;=\;\frac{V_s}{V_p} \;=\;\frac{110}{220} \;=\;\tfrac12.
Isso implica I_s = 2\,I_p, ou seja, a corrente no terminal de 110\:\text{V} (secundário) é maior que a do terminal de 220\:\text{V}.

Passo 4

Analisando as outras opções:
(a) é falsa porque um transformador ideal é reversível.
(c) é falsa porque transformadores de mesmo projeto têm eficiências semelhantes, independente de step-up ou step-down.
(d) é falsa porque as resistências ôhmicas das bobinas variam conforme o número de espiras (primário tem mais espiras que o secundário num step-down).

Resposta

(b) Um transformador que converte 220\:\text{V} em 110\:\text{V} tem maior corrente no terminal cuja tensão é de 110\:\text{V}.

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