Física e Química A 11.º Ano: Cálculo de Resistência Mínima em Circuito LED (Exame 2021)

Um LED (Light Emitting Diode) é um dispositivo que emite luz com elevada eficiência.
Na Figura 2, representa-se o gráfico da corrente elétrica, I, num LED, em função da diferença de potencial elétrico, U, nos seus terminais (curva característica do LED).
Para se obter a curva característica do LED, montou-se um circuito no qual o LED se encontrava ligado em série a um reóstato e a uma pilha ideal (pilha cuja resistência interna pode ser considerada nula) de força eletromotriz 4,50 V.
Nesse circuito, introduziram-se ainda dois aparelhos de medida adequados.
Caso os terminais do LED tivessem sido ligados diretamente à pilha, a corrente elétrica seria superior à que o LED suporta e este acabaria por se queimar.
Ao introduzir-se o reóstato em série no circuito, a corrente elétrica no LED pode ser controlada.
Determine qual deverá ser o valor da resistência elétrica mínima introduzida pelo reóstato, para que a corrente elétrica no LED não exceda 20 mA.
Apresente todos os cálculos efetuados.

Determina o valor solicitado, percorrendo as etapas seguintes: • Obtém, a partir do gráfico, a diferença de potencial nos terminais do LED para uma corrente elétrica de 20 mA (1,95 V) • Calcula a diferença de potencial elétrico mínima nos terminais do reóstato (2,55 V) • Calcula o valor da resistência elétrica mínima introduzida pelo reóstato (1,3 × 10² Ω)