Pular para o conteúdo da ferramenta
Minhas ferramentas

Eletricidade e eletromagnetismo · AP Physics 2

Simulador de transformador elétrico e linhas de transmissão

Simulador de transformador ideal e perdas na transmissão de alta tensão: U1/U2 = N1/N2

  • No navegador
  • Sem cadastro
  • Dedução ao vivo
  • Modo projetor
  • Folha de exercícios A4
Cálculo local · Privado
Laboratório interativo de ciências Cálculos matemáticos e físicos puramente locais no navegador sem coleta de dados pessoais.
Janela de simulação 3D● 60 FPS
Predefinições e armadilhas comuns:

Variáveis de controle do experimento

V
voltas
voltas
Ω

Deduções e métricas em tempo real

Tensão secundária U2
--
Corrente secundária I2
--
Corrente primária I1
--
Potência transferida P
--
Dedução de fórmulas em tempo real
Fórmula fundamental: --
Substituição de valores: --
Estado físico: --

Exemplos clássicos e armadilhas de exame

Worked Problem

Problema: Ideal transformer (220V in, n1:n2 = 11:1) powers a 20V 40W bulb. Find output voltage and primary current.
Derivação passo a passo:
  1. U2 = 220*(1/11) = 20V. Output power = 40W. Ideal power balance P1 = P2 = 40W => I1 = 40/220 = 0.182A.

Worked Problem

Problema: Power plant exports 100kW over 10kV line (R=10Ω). Calculate current, transmission loss, and grid efficiency.
Derivação passo a passo:
  1. Current I = 100kW/10kV = 10A. Line loss P_loss = 10²*10 = 1000W = 1kW. Delivered power = 99kW. Efficiency = 99%.

Folha de investigação em aula e exercícios

Q1. Variant 1: In ideal transformers, does primary dictate secondary, or vice versa, for voltage vs power?
Q2. Variant 2: Can a transformer step up or down steady DC voltage? Why or why not?
Q3. Variant 3: When the secondary is open circuit (no load), does the primary draw current or power?

Perguntas frequentes e erros comuns

Does a transformer change the frequency of AC power?
Never! Transformers alter voltage and current amplitudes only. Frequency remains strictly identical (e.g. 50Hz stays 50Hz).
With multiple secondary windings, does I1/I2 = n2/n1 still apply?
No! Single-secondary ratio formula fails. Use total power balance: P_in = P_out1 + P_out2 (U1*I1 = U2*I2 + U3*I3).
Why is Ultra-High Voltage (UHV ±1100kV) grid technology a strategic engineering marvel?
Transfers clean hydropower and solar from western regions 3,000+ km to coastal cities with minimal line loss.
Does an idle phone charger plugged into the wall consume electricity when phone is unplugged?
Yes! The internal switched transformer draws ~0.05W to 0.2W phantom power to maintain idle circuitry; unplugging prevents vampire drain and aging.