Question

2) Leia o texto e responda aos itens:

Toda transmissão é feita em alta-tensão para diminuir as perdas de energia por efeito Joule (dissipação de energia na forma de calor no fio de transmissão). Lembramos que as equações envolvidas nesse processo formalizam as relações qualitativas: o gerador fornece uma potência Pt = U.i (U = tensão elétrica e i = intensidade da corrente elétrica). A resistência (r) do fio de transmissão se dá por Pd = r.i 2 (Pd = Potência dissipada). Logo, a potência que chega às residências é a diferença entre as duas: P = Pt – Pd . Para que a perda seja a menor possível, deve-se diminuir a resistência da linha de transmissão aumentado as espessuras dos fios, mas elevando o custo e tornando a rede de transmissão muito pesada. A saída é diminuir a intensidade da rede elétrica dentro da rede de transmissão. Essa diminuição na corrente pode ser compensada por uma elevação na tensão, e ao aparelho usado para essa finalidade dá-se o nome de ”transformador”. Portanto, a transmissão é feita em alta tensão para diminuir as perdas de energia da rede de transmissão das usinas até as cidades. O transformador é composto basicamente de um núcleo de ferro, envolto por fios enrolados: de um lado (bobina primária), ele está ligado ao circuito que fornece a energia elétrica; de outro (bobina secundária), ele está ligado a um segundo circuito que consome a energia. Essa transformação da tensão ou ddp (U) pode ser calculada por regra de três, onde Np é o número de espiras na bobina primária e Ns é o número de espiras na bobina secundária (Up /Us = Np/Ns). Texto elaborado pelos autores. Fonte: Débora Cíntia Rabello, especialmente para o São Paulo Faz Escola. A) Por que a transmissão de energia elétrica é feita em alta-tensão? B) Uma usina geradora de energia elétrica tem potência de 100 MW e transmite a energia gerada a uma cidade a 20 km de distância, com uma tensão de 2 MV. Calcule a corrente elétrica na transmissão e a perda de energia, sabendo que a rede tem resistência é de 1.000 ohms. C) Levando em consideração a usina da questão anterior, se a transmissão fosse feita em 1 MV, qual seria a perda de energia? D) Um transformador de corrente alternada tem 100 espiras na bobina primária e 300 espiras na secundária. Se 120 V são aplicados na bobina primária, qual será a tensão de saída na bobina secundária? E) Que relação existe entre as tensões de entrada e saída, e o número de espiras dos enrolamentos primário e secundário de um transformador? F) Quais são as vantagens de fazer a transmissão da energia elétrica com corrente altern ada? G) Analise a seguinte afirmativa: “Um transformador pode ampliar a energia elétrica”. Essa afirmativa está correta? Justifique. H) A partir do que foi estudado, destaque a importância do transformador nas redes de transmissão de energia elétrica.

Answer 1

A) Para que a perda de energia em virtude do efeito Joule seja a menor possível

B) P = U ∙ i

100 ∙106 = 2 .106

i

i = 50 A

P = R ∙i

2

P = 103

. 502

P = 2,5 ∙ 106 W

P = 2,5 MW

Assim, encontramos corrente elétrica na transmissão que é 50 A e verificamos a

perda de energia de 2,5 MW.

C) P = U∙i

100 ∙ 106 = 106

∙i

i = 100 A

P = R ∙i

2

P = 103

∙1002

P = 107W

P = 10 MW

D) 100/120 = 300 / U2

U2 = 360 V

E) A tensão é diretamente proporcional ao número de espiras

F) A tensão e a corrente podem ser facilmente modificadas.

G) Não, o transformador eleva ou diminui a tensão. A energia elétrica não muda.

H) De forma a reduzir as perdas por efeitos joule, o núcleo do transformador é laminado, pois dessa forma ele diminui a indução de correntes parasitas ou de correntes de Foucault no próprio núcleo, e consequentemente as perdas de energia para o meio ambiente, ou seja, transformação de energia elétrica em energia térmica.

CASO NÃO ENTENDA AS CONTAS: