Eletricidade — Eletromagnetismo — Transformador e razao de espiras
Um estudante mudou de estado para cursar a graduação. O estudante levou uma geladeira (330 W – 1,5 A - nominal) para equipar seu novo apartamento. Ao chegar em seu destino, lembrou-se das aulas de Física, sobre a necessidade de verificar a tensão elétrica antes de ligar um equipamento eletrônico, visto que, caso o equipamento tenha sido projetado para funcionar numa tensão diferente da disponibilizada pela rede é necessária a utilização de um transformador. Considerando as informações citadas e o modelo de um transformador, conforme a figura a seguir, julgue as afirmativas em V para verdadeiras ou F para falsas.
A)A geladeira foi projetada para funcionar numa tensão nominal de 110 V.
B)Caso o estudante tenha mudado para um local onde a tensão é 110 V será necessário um transformador em que a razão entre o número de espiras dos circuitos de entrada e saída seja igual a 1/2.
C)Caso o estudante tenha mudado para um local onde a tensão é 220 V será necessário um transformador em que a razão entre o número de espiras dos circuitos de entrada e saída seja igual a 1/2.
D)Caso o estudante tenha mudado para um local onde a tensão é 220 V o circuito de entrada do transformador deve ser o do lado direito da figura.
Gabarito oficial
F · V · F · F
Resolução
A) Falsa. $P=U\,i$ fornece $U=\dfrac{P}{i}=\dfrac{330}{1{,}5}=220\ \text{V}$. A tensão nominal é 220 V.
B) Verdadeira. Num transformador ideal, $\dfrac{U_e}{U_s}=\dfrac{N_e}{N_s}$. A entrada é 110 V (rede) e a saída 220 V (geladeira): $\dfrac{N_e}{N_s}=\dfrac{110}{220}=\dfrac{1}{2}$.
C) Falsa. A geladeira é de 220 V e a rede, de 220 V: não é necessário transformador. Se houvesse, a razão seria $\dfrac{220}{220}=1$, e não 1/2.
D) Falsa. Como a rede e o equipamento têm a mesma tensão (220 V), não há necessidade de transformador e, portanto, não há circuito de entrada a escolher.
Q12
Óptica — Refracao — Lamina de faces paralelas
Uma janela ou porta de vidro são bons exemplos de lâmina de faces paralelas, ou seja, um conjunto de três meios homogêneos e transparentes separados por duas superfícies planas e paralelas. Um raio luminoso proveniente de um meio ($n_1$) ao atravessar a lâmina ($n_2$) de espessura ($e$) sofre duas refrações e consequentemente um desvio lateral ($d$), conforme ilustrado na figura a seguir. De acordo com a figura, julgue as afirmativas em V para verdadeiras ou F para falsas.
A)Para ângulos de incidência e refração na primeira face de 60º e 30º, respectivamente, e a espessura da lâmina de 10 cm, o desvio lateral será de $\dfrac{10\sqrt{2}}{3}\ \text{cm}$.
B)Para ângulos de incidência e refração na primeira face de 60º e 30º, respectivamente, e a espessura da lâmina de 10 cm, o desvio lateral será de $\dfrac{10\sqrt{3}}{3}\ \text{cm}$.
C)Para ângulo de incidência na primeira face igual a 60°, índices de refração $n_1=1$ e $n_2=\sqrt{3}$, o ângulo de refração na primeira face será de 30°.
D)Para ângulo de incidência na primeira face igual a 60°, índices de refração $n_1=1$ e $n_2=\sqrt{3}$, o ângulo de refração na segunda face será de 60º.
Gabarito oficial
F · V · V · V
Resolução
A) Falsa. O desvio lateral é $d=\dfrac{e\,\text{sen}(i-r)}{\cos r}=\dfrac{10\,\text{sen}\,30^\circ}{\cos 30^\circ}=\dfrac{10\cdot 1/2}{\sqrt{3}/2}=\dfrac{10}{\sqrt{3}}=\dfrac{10\sqrt{3}}{3}\ \text{cm}$, e não $\dfrac{10\sqrt{2}}{3}$.
B) Verdadeira. Pelo cálculo acima, $d=\dfrac{10}{\sqrt{3}}=\dfrac{10\sqrt{3}}{3}\ \text{cm}\approx 5{,}8\ \text{cm}$.
C) Verdadeira. Pela lei de Snell, $1\cdot\text{sen}\,60^\circ=\sqrt{3}\,\text{sen}\,r$, logo $\text{sen}\,r=\dfrac{\sqrt{3}/2}{\sqrt{3}}=\dfrac{1}{2}$ e $r=30^\circ$.
D) Verdadeira. As faces são paralelas, então o ângulo de incidência na segunda face é $r=30^\circ$. Ao voltar ao meio de índice $n_1=1$: $\sqrt{3}\,\text{sen}\,30^\circ=1\cdot\text{sen}\,\theta$, logo $\text{sen}\,\theta=\dfrac{\sqrt{3}}{2}$ e $\theta=60^\circ$, igual ao ângulo de incidência original.
