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Para monitoramento do funcionamento de dispositivos silenciosos, é necessário que alguma sinalização visual ou sonora seja instalada. Uma solução simples é a instalação de um diodo emissor de luz (LED) em paralelo com o dispositivo, conforme o esquema do circuito elétrico. Para minimizar o consumo de energia, sugere-se que o LED opere com tensão de 3 V. Assim, sua instalação em paralelo com um dispositivo de resistência R igual a 300 Ω, que opera em 12 V, requer a inclusão de um resistor de proteção, R_P, ligado em série com o LED.
O gráfico apresenta a curva da corrente elétrica (em miliampère) versus a tensão elétrica (em volt), característica de um LED. O valor da resistência de proteção R_P, em ohm, é igual a
A 1 200 Ω.
B 900 Ω.
C 300 Ω.
D 0,9 Ω.
E 0,3 Ω.
Gabarito oficial
B
Caderno de referência do INEP.
O que a questão cobra
Eletrodinâmica: usar a curva do LED e a lei de Ohm para dimensionar o resistor de proteção.
Resolução passo a passo
- Veja o que está em paralelo com o quê. O ramo do LED (LED + RP em série) está em paralelo com o dispositivo, logo sofre a mesma tensão da fonte: 12 V.
- Reparta essa tensão dentro do ramo. O LED deve operar em 3 V, então sobra para o resistor: 12 − 3 = 9 V.
- Pegue a corrente no gráfico. Em 3 V, a curva característica do LED indica 10 mA, ou seja, 0,010 A. Como estão em série, é essa mesma corrente que passa por RP.
- Aplique a lei de Ohm: RP = U/i = 9 ÷ 0,010 = 900 Ω — alternativa B.
Alternativa por alternativa
- A
1 200 Ω.
Errada. 1 200 Ω sairia de usar os 12 V inteiros sobre o resistor, esquecendo que o LED consome 3 V. Nesse caso o LED receberia tensão de menos.
- B
900 Ω.
Correta. O ramo do LED está submetido aos mesmos 12 V do dispositivo; descontados os 3 V do LED, restam 9 V sobre o resistor. Com a corrente de 10 mA lida no gráfico, R_P = 9/0,010 = 900 Ω.
- C
300 Ω.
Errada. 300 Ω é a resistência do dispositivo, dada no enunciado. Ela não tem relação com o dimensionamento do resistor de proteção.
- D
0,9 Ω.
Errada. 0,9 Ω resulta de usar a corrente em miliampère sem converter para ampère. Os 10 mA valem 0,010 A, e a divisão muda por um fator mil.
- E
0,3 Ω.
Errada. 0,3 Ω combina os dois erros: corrente na unidade errada e tensão trocada. O valor é pequeno demais para proteger o LED.