6 - Utiliza-se um transformador de saída de 60:1 para “casar” um transistor de saída com uma bobina móvel de alto-falante de
. Calcule a impedância do circuito de saída.
Passo 1
O enunciado nos dá as seguintes informações e pede uma coisa clara:
- Foi usado um transformador de saída com razão de espiras indicada como
. - A carga (bobina móvel do alto-falante) tem impedância
. - Pergunta: calcular a impedância do circuito de saída (isto é, a impedância vista do lado do transistor, que é o objetivo do “casamento”).
Observação sobre interpretação (não pergunto nada a você, apenas explico a escolha): aqui vou assumir que a notação
significa que o primário (lado ligado ao transistor) tem 60 vezes mais espiras que o secundário (lado do alto-falante). Essa é a convenção comum em transformadores de saída de amplificador (muitos espiras no primário, poucas no secundário) e faz sentido para “casar” um transistor de alta impedância com um alto-falante de
.
Passo 2
Conceitos básicos e fórmula que precisamos (aula rápida e prática, sem pular etapas).
Definições:
-
= número de espiras do primário (lado do transistor). -
= número de espiras do secundário (lado do alto-falante). - Razão de espiras (turns ratio) definida como
. -
= impedância da carga no secundário (aqui ). -
= impedância refletida no primário, ou seja, a impedância que o transistor “vê”.
Relações fundamentais para um transformador ideal:
- A razão de tensões é proporcional à razão de espiras:
- A razão de correntes é inversa à razão de espiras:
Agora derivamos como a impedância se transforma (faço passo a passo):
Substituindo
e
obtemos
Mas
é justamente a impedância da carga
. Logo a fórmula final é:
Em palavras simples: a impedância refletida ao outro lado do transformador é igual à impedância da carga multiplicada pelo quadrado da razão de espiras.
Passo 3
Aplicando os números do enunciado.
- Da suposição e da indicação do enunciado, temos
. - A carga é
.
Usando
, calculamos:
Converter para unidade mais legível:
Passo 4
Interpretação prática e observações finais (dicas para a prova, resuminho que ajuda a fixar):
- Resultado: o transistor (lado do primário) verá uma impedância de
. Isso é típico: transformadores de saída elevam a impedância vista pelo estágio de saída para permitir casamento com cargas baixas como . - Regra de ouro para a prova: sempre aplique
. Identifique corretamente qual lado é o que você está olhando (primário ou secundário). - Nota rápida de cautela: se alguém interpretasse
como (o contrário), o fator seria e a impedância refletida seria muito pequena ( ), o que não faz sentido prático para um transformador de saída de áudio — por isso a interpretação usada aqui é a correta no contexto.