UFSC 2019 — questão 21 de Física
Enunciado em texto
O Circo da Física viaja pelo Brasil apresentando seu espetáculo para divertir o público de várias idades mas também para ensinar e divulgar a Física de maneira lúdica e contextualizada. Muitas vezes, é necessária a substituição de alguns equipamentos elétricos que são danificados. Como o show não pode parar, esses equipamentos são comprados nas próprias cidades onde o circo está instalado, portanto alguns possuem especificação 220 V e outros, 110 V. Outro aspecto fundamental é a proteção dos equipamentos elétricos utilizados nos shows contra possíveis descargas elétricas. Para isso, é instalado um para-raios no topo da estrutura do circo, como mostra a figura abaixo.
[Figura: a lona do circo (amarela, com triângulos azuis e a faixa “Circo da Física”), presa ao chão por cabos; no topo, um mastro vertical com a ponta do para-raios; à esquerda, um poste da rede elétrica com fios ligados ao circo.]
Com base no exposto, é correto afirmar que:
(01) quando o Circo da Física está em uma cidade com rede elétrica de tensão 220 V, os aparelhos que funcionam com tensão de 110 V devem ser ligados a transformadores com potência de entrada igual à metade da potência de saída.
(02) a corrente elétrica na saída do transformador é alternada.
(04) quando o para-raios está eletrizado, há maior concentração de cargas elétricas nas suas pontas do que no restante do para-raios.
(08) o para-raios tem a função de impedir que a descarga elétrica aconteça sobre o Circo da Física, logo ele dificulta a passagem das cargas elétricas nessa região, repelindo-as para longe.
(16) em um transformador, a frequência da tensão de saída é a mesma que a da tensão de entrada.
(32) o princípio de funcionamento tanto do transformador quanto do para-raios está baseado na indução eletromagnética.
(Enunciado e figura: Vestibular UFSC 2019 — UFSC/COPERVE.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Comissão Permanente do Vestibular (COPERVE).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar afirmações sobre o transformador (para usar aparelhos de 110 V numa rede de 220 V) e sobre o para-raios.
(01) Falsa. Num transformador ideal não há perdas: a potência de entrada é igual à de saída. O que muda é a combinação de tensão e corrente: o transformador abaixa a tensão à metade e a corrente na saída fica o dobro (). Num transformador real, a entrada é até um pouco maior que a saída, nunca a metade.
(02) Verdadeira. O transformador só funciona com corrente alternada na entrada (precisa de fluxo variável), e a tensão induzida no secundário também é alternada.
(04) Verdadeira. É o poder das pontas: num condutor eletrizado, as cargas se concentram nas regiões mais pontiagudas, onde o campo elétrico fica mais intenso. É por isso que o para-raios tem pontas.
(08) Falsa. O para-raios faz o contrário: oferece à descarga um caminho fácil, de baixa resistência, até a terra. Ele “atrai” o raio para si e o conduz ao solo, protegendo a estrutura em volta; não repele as cargas.
(16) Verdadeira. A tensão induzida no secundário acompanha a variação do fluxo criado pelo primário, que tem a frequência da rede: o transformador muda a tensão, não a frequência.
(32) Falsa. O transformador funciona por indução eletromagnética (lei de Faraday, , do formulário), mas o para-raios funciona pelo poder das pontas e pela condução das cargas à terra: é eletrostática e condução, não indução eletromagnética.
⚠️ A armadilha: a (01). O transformador não “fabrica” nem “gasta pela metade” a potência: ele troca tensão por corrente, mantendo .
A ideia em uma frase: o transformador muda a tensão mantendo potência e frequência; o para-raios usa o poder das pontas para conduzir a descarga à terra.
Resposta: soma 22 (02 + 04 + 16).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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