Exercício 2 · Exame Nacional Física e Química A 1.ª fase 2021

2. 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 $4{,}50\text{ V}$. Nesse circuito, introduziram-se ainda dois aparelhos de medida adequados.

2.1.

Qual dos esquemas seguintes representa o circuito que permite obter a curva característica do LED?

2.2.

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 $20\text{ mA}$.

Apresente todos os cálculos efetuados.