ENEM 2024 — questão 131 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o circuito em que os dois LEDs acendem e cada um recebe exatamente $I_{max}=1{,}0\ \text{mA}$.

Passo 1 — descarte pelo sentido. LED só conduz num sentido. Nas alternativas C e E o símbolo está invertido em relação ao terminal positivo da bateria: nenhum dos dois acende. Fora.

Passo 2 — descarte pela tensão. Na alternativa D os dois LEDs estão em série. Seriam $3{,}0+3{,}0=6{,}0\ \text{V}$ necessários, e a bateria só tem $4{,}5\ \text{V}$. Não acende. Fora.

Passo 3 — sobram A e B, e o que decide é a corrente.

Na A, os dois LEDs estão em paralelo e dividem um único resistor. A corrente que passa pelo resistor é a soma das duas, então o resistor derruba o dobro da tensão prevista e nenhum dos LEDs chega a $1{,}0\ \text{mA}$ com $3{,}0\ \text{V}$ em cima.

Na B, cada LED tem o seu próprio resistor de $1{,}5\ \text{k}\Omega$ em série, e os dois ramos ficam em paralelo com a bateria. Cada ramo é independente:

Passo 4 — a conta do ramo. A tensão sobre o resistor é o que sobra da bateria depois do LED:

$U_R = 4{,}5 - 3{,}0 = 1{,}5\ \text{V}$

$I = \dfrac{U_R}{R} = \dfrac{1{,}5}{1\,500} = 1{,}0\times 10^{-3}\ \text{A} = 1{,}0\ \text{mA} = I_{max}$ ✔

Por que o resistor é obrigatório: LED quase não tem resistência própria depois que liga. Sem o resistor limitando a corrente, ela dispara e o componente queima. Esse resistor tem até nome de ofício: resistor de lastro.

Resposta: alternativa B.