Os aparelhos elétricos são construídos para funcionarem com determinadas tensões. Quando a tensão de funcionamento dos aparelhos não coincidir com a tensão da fonte é necessário intercalar entre os dois um transformador para adequar a tensão. Também, entre a usina hidrelétrica e a nossa residência existem muitos transformadores, uma vez que é conveniente baixar a tensão para transmissão de energia elétrica, evitando perdas de energia por efeito Joule. (Grupo de Reelaboração de Ensino de Física. Física 3: Eletromagnetismo. 5ª ed. São Paulo: EDUSP, 2017)
As tensões de entrada e saída de um transformador são proporcionais ao número de espiras. Um transformador funciona como elevador de tensão quando número de espiras do secundário é maior que o do primário. Se o primário tiver um número de espiras maior que o secundário o transformador funciona como um abaixador de tensão. A partir desse contexto, observe o esquema de transmissão de energia elétrica abaixo.
A relação entre o número de enrolamentos do primário (Np) e do secundário (Ns) entre a Rede urbana e uma Residência deverá ser de:
Ns = 33 Np
Np = 15,9 Ns
Np = 20 Ns
Np = Ns
Np = 5,71 Ns
Respostas
A relação entre o número de espiras no transformador será Np = 15,9Ns. Letra b).
Existe uma relação matemática bastante conhecida entre o número de enrolamentos e as tensão nos ramos de um transformador monofásico:
, onde Vp e Np indicam a tensão e o número de espiras no primário, e Vs e Ns a tensão e número de espiras no secundário.
O mais importante aqui é identificarmos qual lado do Trafo (transformador) é o primário e qual é o secundário. Sabemos que irá ocorrer uma redução na tensão, logo, de acordo com o anunciado no enunciado, o lado esquerdo (residência) será o primário e o lado direito (rede urbana) o secundário.
Substituindo os valores de tensão no primário e no secundário na expressão inicial, teremos:
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