Questão de Física — Eletrodinâmica - Corrente Elétrica — VUNESP 2025

Análise de circuitos com LEDs

Gabarito: letra C. O LED L emite luz vermelha, pois a diferença de potencial (ddp) sobre ele é de 2,0 V, valor que, conforme a Figura 1, corresponde à curva característica do LED vermelho para uma corrente de operação típica.

Para resolver a questão, devemos analisar o circuito da Figura 2. O resistor $R_1$ está em série com o restante do circuito (paralelo entre $R_2$ e o LED $L$). Sabemos que a ddp em $R_1$ é $U_1 = 3,4\,\text{V}$ e sua resistência é $R_1 = 68\,\Omega$. Pela Lei de Ohm ($U = R \cdot I$), a corrente total ($I_{total}$) que atravessa $R_1$ é:

$I_{total} = \frac{U_1}{R_1} = \frac{3,4\,\text{V}}{68\,\Omega} = 0,05\,\text{A} = 50\,\text{mA}$

O resistor $R_2$ está em paralelo com o LED $L$. A corrente em $R_2$ é dada como $i_2 = 20\,\text{mA}$. Como $R_2 = 100\,\Omega$, a ddp sobre ele ($U_2$) é:

$U_2 = R_2 \cdot i_2 = 100\,\Omega \cdot 0,020\,\text{A} = 2,0\,\text{V}$

Como o LED $L$ está em paralelo com $R_2$, a ddp sobre o LED ($U_L$) é igual a $U_2$, ou seja, $2,0\,\text{V}$. Consultando a Figura 1, para uma ddp de $2,0\,\text{V}$, a curva que intercepta esse ponto no eixo das tensões é a do LED vermelho.

Alternativa A — ❌ Incorreta

O LED verde, conforme a Figura 1, opera com uma ddp superior a $3,0\,\text{V}$ para correntes na faixa de $20\,\text{mA}$.

Alternativa B — ❌ Incorreta

O LED amarelo opera com uma ddp próxima de $2,5\,\text{V}$ para correntes na faixa de $20\,\text{mA}$.

Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Confirmado pelo cálculo da ddp ($2,0\,\text{V}$) e pela leitura da curva característica na Figura 1.

Alternativa D — ❌ Incorreta

O LED infravermelho opera com uma ddp inferior a $1,5\,\text{V}$ para correntes na faixa de $20\,\text{mA}$.

Alternativa E — ❌ Incorreta

O LED branco opera com uma ddp superior a $4,0\,\text{V}$ para correntes na faixa de $20\,\text{mA}$.

Gabarito: letra C