Questão 10 da FUVEST 2018

Question

Atualmente são usados LEDs (Light Emitting Diode) na iluminação doméstica. LEDs são dispositivos semicondutores que conduzem a corrente elétrica apenas em um sentido. Na figura, há um circuito de alimentação de um LED (L) de 8\text{ W}, que opera com 4\text{ V}, sendo alimentado por uma fonte (F) de 6\text{ V}.

Circuito elétrico composto por uma fonte de tensão contínua F, ligada em série a um resistor R e a um diodo emissor de luz L.

O valor da resistência do resistor (R), em \Omega, necessário para que o LED opere com seus valores nominais é, aproximadamente,

A
1,0.
B
2,0.
C
3,0.
D
4,0.
E
5,0.

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 10 da FUVEST 2018

1ª fase · Física: Potência elétrica e efeito Joule

Atualmente são usados LEDs (Light Emitting Diode) na iluminação doméstica. LEDs são dispositivos semicondutores que conduzem a corrente elétrica apenas em um sentido. Na figura, há um circuito de alimentação de um LED (L) de 8\text{ W}, que opera com 4\text{ V}, sendo alimentado por uma fonte (F) de 6\text{ V}.

Circuito elétrico composto por uma fonte de tensão contínua F, ligada em série a um resistor R e a um diodo emissor de luz L.

O valor da resistência do resistor (R), em \Omega, necessário para que o LED opere com seus valores nominais é, aproximadamente,

A
1,0.
B
2,0.
C
3,0.
D
4,0.
E
5,0.

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

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Resolução comentada

O LED está em série com o resistor, então a mesma corrente passa pelos dois. A tensão da fonte se divide entre eles.

Corrente nominal do LED, a partir da potência: P = U\cdot i, logo

i = \frac{P}{U} = \frac{8\ \text{W}}{4\ \text{V}} = 2\ \text{A}
Tensão sobre o resistor. A fonte fornece 6\ \text{V} e o LED usa 4\ \text{V}, então sobram:

U_R = 6 - 4 = 2\ \text{V}
Como a corrente no resistor é a mesma do LED (2\ \text{A}), a primeira lei de Ohm dá:

R = \frac{U_R}{i} = \frac{2\ \text{V}}{2\ \text{A}} = 1{,}0\ \Omega

Assim, o resistor de 1{,}0\ \Omega faz o LED receber exatamente 4\ \text{V} e 2\ \text{A}, seus valores nominais.

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

BUsa a tensão de 4\ \text{V} do LED dividida por 2\ \text{A}, em vez da tensão do resistor.
CDivide a tensão da fonte (6\ \text{V}) por 2\ \text{A}, esquecendo que o LED consome 4\ \text{V}.
DUsa 8\ \text{V} ou a potência incorretamente, não corresponde a nenhuma relação correta do circuito.
ENão decorre de nenhuma relação correta entre tensão, corrente e potência do circuito.

Assuntos: Potência elétrica e efeito Joule, Resistência elétrica e leis de Ohm.

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