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Questão do ENEM 2024

Ciências da Natureza · habilidade 5Caderno Cinza · Questão 91

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, ImaˊxI_{\text{máx}}. 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 Imaˊx=1,0I_{\text{máx}} = 1{,}0 mA 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 ImaˊxI_{\text{máx}}, é

Figura 1 do item 117859
  1. Alternativa A: Alternativa A do item 117859
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. Os dois LEDs em paralelo dividem a corrente de um único resistor de 1,5 kΩ; com 1,5 V sobre ele, passa 1,0 mA no total, ou seja, 0,5 mA em cada LED, abaixo de ImaˊxI_{\text{máx}}.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  2. Alternativa B: Alternativa B do item 117859 gabarito
    Justificativa

    Esta alternativa está correta. Cada LED precisa de 3,0 V e de 1,0 mA. Ligando cada LED em série com um resistor, e os dois ramos em paralelo à bateria de 4,5 V, o resistor fica com 4,5−3,0=1,54{,}5 - 3{,}0 = 1{,}5 V, e a corrente é i=1,51,5⋅103=1,0i = \frac{1{,}5}{1{,}5 \cdot 10^{3}} = 1{,}0 mA em cada ramo. Os LEDs estão no sentido permitido, do polo positivo para o negativo.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  3. Alternativa C: Alternativa C do item 117859
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. Os LEDs estão com o sentido invertido em relação à bateria: a corrente teria de atravessá-los contra o sentido permitido, e eles não conduzem nem acendem, mesmo com os resistores corretos.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  4. Alternativa D: Alternativa D do item 117859
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. Dois LEDs em série exigem 6,0 V, mais que os 4,5 V da bateria, e portanto não acendem. Além disso, os resistores ainda consumiriam parte da tensão.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  5. Alternativa E: Alternativa E do item 117859
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. Além de ter apenas um resistor para os dois LEDs em paralelo, os LEDs estão invertidos em relação à bateria e não conduzem corrente. Nenhum dos dois acenderia.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

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Fonte e auditoria
Código INEP
117859
Código da prova
1422
Arquivo do PDF
2024_PV_impresso_D2_CD6.pdf