3 - Um transformador para campainha com 240 espiras no primário e 30 espiras no secundário retira
de uma linha de 120 V . Calcule a corrente no secundário.
Passo 1
O enunciado pede para calcular a corrente no secundário de um transformador. Informações dadas:
- Número de espiras do primário:
. - Número de espiras do secundário:
. - Corrente retirada da linha (corrente no primário):
. - Tensão na linha (tensão no primário):
.
O que se pede: encontrar a corrente no secundário
.
Passo 2
Vamos usar as relações básicas de um transformador ideal. Primeiro, explicando as variáveis:
-
e são os números de espiras (turns) do enrolamento primário e secundário. -
e são as tensões (voltages) nos enrolamentos primário e secundário. -
e são as correntes no primário e no secundário.
As duas relações fundamentais (para transformador ideal) são:
- razão de tensões proporcional à razão de espiras:
Isso vem da lei de Faraday aplicada ao enrolamento: a f.e.m. induzida por espira é proporcional à taxa de variação do fluxo magnético; com mesma flux, a tensão é proporcional ao número de espiras.
- conservação de potência (sem perdas) implica:
Combinar (1) e (2) leva à relação entre correntes (correntes variam inversamente às espiras):
Explicando em palavras: se o transformador reduz a tensão (menos espiras no secundário), a corrente no secundário aumenta na mesma razão (para manter potência).
Passo 3
Calcular a razão entre o número de espiras:
Passo 4
Aplicar a fórmula da relação de correntes:
Substituindo os valores fornecidos:
Passo 5
Verificação rápida (consistência): calcular a tensão no secundário pela razão de espiras
Potência no primário:
Potência no secundário:
Portanto há consistência: potência preservada (como esperado num transformador ideal).