O LED é um dispositivo eletrônico que conduz corrente elétrica em um único sentido, sendo caracterizado por uma
tensão e uma corrente máxima de funcionamento, 
Um LED acende apenas se a corrente que o percorre está no sentido permitido e se a diferença de potencial à qual está submetido é igual ou superior à sua tensão de funcionamento. A figura ilustra o símbolo do LED usado na representação de circuitos.
Um estudante de física analisa as propriedades do LED em um circuito simples de corrente contínua. Ele dispõe dos seguintes materiais: uma bateria ideal de 4,5 V; dois LEDs de tensão 3,0 V e = 1,0mA cada; e dois resistores de 1,5 kΩ cada.
O circuito que o estudante pode montar, para que ambos os LEDs fiquem acesos e cada um seja percorrido por , é
A) 
B) 
C) 
D) 
E) 
Resolução em texto
Matérias Necessárias para a Solução da Questão:
- Física (eletricidade e análise de circuitos elétricos).
Nível da Questão: Médio.
Gabarito: Letra B.
1º Passo: Análise do Comando e Definição do Objetivo
Comando da Questão:
Identificar o circuito que permite que ambos os LEDs sejam acesos corretamente, com corrente elétrica igual a 
, atendendo às condições do problema.
Palavras-chave:
- “LED”
- “Tensão de funcionamento 3,0 V”
- “Corrente máxima 1,0 mA”
- “Resistores de 1,5 kΩ”
- “Bateria de 4,5 V”
Objetivo:
Determinar o circuito em que ambos os LEDs ficam acesos e operam nas condições especificadas, sem exceder a corrente máxima.
Dica Geral:
⚠️ Observe a polaridade do LED! Ele conduz corrente apenas no sentido permitido e requer uma tensão mínima de 3,0 V para acender.
2º Passo: Tradução e Interpretação do Texto
- Características do LED:
- Conduz corrente elétrica apenas no sentido indicado pela seta.
- Acende apenas se a tensão aplicada for igual ou maior que 3,0 V.
- A corrente não pode ultrapassar 1,0 mA
- Bateria e resistores:
- A bateria fornece 4,5 V.
- Os resistores limitam a corrente no circuito, garantindo que os LEDs operem em
Conclusão Parcial:
O circuito correto deve fornecer 3,0 V para cada LED e limitar a corrente a 1,0 m.
3º Passo: Explicação de Conceitos Necessários
- Corrente elétrica em LEDs:
- A corrente em um LED é determinada pela tensão aplicada e pelo resistor no circuito, conforme a lei de Ohm:
- A corrente em um LED é determinada pela tensão aplicada e pelo resistor no circuito, conforme a lei de Ohm:
- Distribuição de tensão em circuitos:
- Em série: A tensão total se divide entre os componentes.
- Em paralelo: A tensão sobre cada componente é a mesma.
- Condições para os LEDs:
- Cada LED precisa de exatamente 3,0 V para acender.
- O resistor deve limitar a corrente a I=1,0 mA.
4º Passo: Análise das Alternativas
Dica Geral:
⚠️ Verifique a distribuição dos componentes no circuito! Para LEDs, é essencial que cada um receba a tensão necessária para acender e que a corrente seja limitada pelos resistores, evitando danos ao dispositivo.
A) Circuito A:
- Neste circuito, os LEDs estão em paralelo, mas não há resistores que limitem a corrente. A corrente ultrapassaria 1,0 mA, danificando os LEDs.
- Conclusão: Alternativa incorreta.
B) Circuito B:
- Os LEDs estão em paralelo, cada um com um resistor em série.
- A tensão sobre cada LED é 3,0 V, pois estão em paralelo com a bateria.
- A corrente em cada LED é limitada a:
- Conclusão: Alternativa correta.
C) Circuito C:
- Os LEDs estão em série. A tensão total sobre os LEDs seria
, o que excede a tensão fornecida pela bateria (4,5 V). - Conclusão: Alternativa incorreta.
D) Circuito D:
- Embora os LEDs estejam em paralelo, o resistor está em série com os dois LEDs. Isso faz com que a corrente se divida, não garantindo
para cada LED. - Conclusão: Alternativa incorreta.
E) Circuito E:
- Sem resistores individuais para limitar a corrente, ambos os LEDs receberiam corrente superior a 1,0 mA, podendo ser danificados.
- Conclusão: Alternativa incorreta.
5º Passo: Conclusão e Justificativa Final
Conclusão:
A alternativa correta é B, pois o circuito em paralelo com resistores individuais garante 3,0 V para cada LED e limita a corrente a 1,0 mA, atendendo às condições do problema.
Resumo Final:
O circuito que permite que ambos os LEDs fiquem acesos corretamente é o circuito B, onde cada LED está em paralelo com a bateria e possui um resistor em série que limita a corrente.
