Unimes 2023 — questão 40 de Física
Enunciado em texto
No gráfico estão representados os valores da intensidade da corrente elétrica que percorre certo tipo de LED em função da diferença de potencial corretamente aplicada entre seus terminais.
[Gráfico: intensidade da corrente (mA), de 0 a pouco mais de 100, em função da diferença de potencial (V), de 1,8 a 2,2, sobre uma malha quadriculada (cada quadradinho vale 0,02 V na horizontal e 4 mA na vertical). A curva começa em cerca de 1,85 V com uns 5 mA e sobe cada vez mais depressa: passa por cerca de 20 mA em 2,0 V, por cerca de 50 mA em 2,1 V e chega a mais de 100 mA perto de 2,18 V.]
(https://capsistema.com.br. Adaptado.)
Ao se associarem três desses LEDs em série e ligá-los corretamente a uma bateria ideal de força eletromotriz igual a 6,0 V, essa bateria é percorrida por uma corrente elétrica de intensidade igual a
(A) 60 mA.
(B) 6,7 mA.
(C) 12 mA.
(D) 120 mA.
(E) 20 mA.
(Enunciado e figura: Vestibular Unimes 2023, Medicina, Prova II — Unimes/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Metropolitana de Santos (Unimes) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: a corrente na bateria de 6,0 V ligada a três LEDs iguais em série.
Passo 1 — a tensão em cada LED. Em série, a corrente é a mesma nos três LEDs. Como eles são iguais, a mesma corrente produz a mesma tensão em cada um. A bateria é ideal, então os 6,0 V se dividem igualmente:
Passo 2 — ler a corrente no gráfico. Em 2,0 V, a curva passa pela linha de 20 mA (bem perto dela). Essa é a corrente em cada LED e, por estarem em série, também a corrente na bateria:
Por que não dá para usar a lei de Ohm direto: o LED não é um resistor ôhmico; a curva não é uma reta, e a “resistência” U/i muda muito com a tensão. Por isso a corrente tem de ser lida no gráfico, no ponto de trabalho de 2,0 V.
⚠️ As armadilhas: dividir a corrente por 3, como se ela se repartisse entre os LEDs: 20/3 ≈ 6,7 mA, a alternativa B. Ou somar as correntes dos três: 60 mA, a alternativa A. Em série, não há divisão nem soma: a corrente é uma só; o que se divide é a tensão.
A ideia em uma frase: em série, a corrente é a mesma e a tensão se reparte: 2,0 V em cada LED, e a curva diz que isso corresponde a 20 mA.
Resposta: alternativa E (20 mA).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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