Lição do Teach
LEDs de cores diferentes se comportam da mesma forma?
Compare LEDs de três cores usando o mesmo valor de resistência e duas tensões de alimentação.
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Objetivos de aprendizagem
Comparar leituras elétricas de LEDs de três cores em condições nominais iguais.
Estimar a tensão do LED a partir da alimentação ajustada e da tensão medida no resistor, indicando a limitação.
Visualização da atividade do estudante
Conteúdo da atividade
Apenas visualização. Em uma sessão de aula, os estudantes podem preencher respostas e entregar o trabalho ao professor.
Mesma alimentação, cores diferentes
5 min
Um painel pode usar luzes indicadoras vermelhas, amarelas e verdes ligadas à mesma fonte. Compartilhar a alimentação significa que os LEDs são percorridos pela mesma corrente? Investigue cada cor com um resistor de 1 kΩ em 3 V e 5 V. Baseie a comparação elétrica no multímetro, não no brilho de uma fotografia.
Preveja se os LEDs das três cores terão a mesma corrente em 3 V. Justifique sem presumir uma ordem entre as cores.
Compare em condições iguais
25 min
Entenda o circuito
O botão do laboratório abre um circuito já montado em equipamentos reais. Um ramo é um caminho que contém um resistor e um LED. O LED tem um anodo (A) e um catodo (K); sua orientação já está definida. Selecione a aba Fonte CC para ler ou alterar a tensão positiva de alimentação e Multímetro para ler a tensão medida. Clique em Realizar Medição após cada alteração e espere a atualização do resultado e das fotos do equipamento. Mudar uma configuração, por si só, não produz um novo resultado. Para ajustar a tensão pelo teclado, coloque o foco no controle giratório: Esquerda/Direita muda o passo; Cima/Baixo muda o valor. Confira a tensão exibida antes de medir.
O multímetro lê a tensão nos terminais do resistor, chamada $V_R$. Registre VDC em volts; divida por 1 000 uma leitura em mV. Por exemplo, 240 mV = 0,240 V. Se o visor mostrar uV (microvolts, µV), divida por 1 000 000: 300 uV = 0,000300 V. Para um resistor de 1 kΩ, $I\,\text{(mA)}=V_R\,\text{(V)}$. Assim, você calcula a corrente a partir da tensão medida e da resistência indicada.
Use as fotos da câmera para observar as luzes reais. O Brilho estimado do desenho ilustra o último resultado e não é uma medição de luz; desative-o ao comparar as imagens da câmera. Se um reflexo impedir a identificação da luz, registre Não está claro, em vez de concluir que ela está apagada. O equipamento também tem luzes de estado. Se o LED do circuito não estiver claro, mantenha o mesmo circuito e a mesma tensão e clique novamente em Realizar Medição. Espere o resultado e as fotos serem atualizados e observe o LED outra vez. Nas respostas escritas, anote brevemente a primeira leitura, a leitura repetida e qualquer mudança na visibilidade; use o resultado da repetição na tabela. Se ainda não for possível distinguir o LED, escolha Não está claro. Não tire conclusões a partir de outra luz nem continue repetindo até obter a resposta esperada.
Leia o nome do equipamento mostrado abaixo de cada resultado: medições sucessivas podem usar Hives físicos diferentes. Pequenas diferenças podem, portanto, refletir componentes diferentes. Um resultado identificado como registro anterior não é uma nova medição independente.
Mantenha o circuito protegido
Mantenha os fios e resistores da montagem original. Use apenas a alimentação positiva de 0–5 V, entre 1 e 5 V nesta atividade. Não conecte um LED diretamente à alimentação. Não altere as outras fontes nem o gerador de funções. O multímetro já está conectado nos terminais de um resistor: mantenha-o no modo tensão contínua, nunca nos modos corrente ou resistência.
Leia a tensão no resistor para calcular a corrente nesse ramo. A e K identificam os terminais do LED.
Troque de circuito
Ao terminar um circuito, saia da sessão do Hive e volte a esta atividade antes de abrir o próximo botão de laboratório. Cada botão carrega seu próprio circuito; não reutilize o anterior nem altere os fios do multímetro.
Vermelho
Vermelho
Abra o circuito e mude a alimentação positiva dos 5 V iniciais para 3 V. Meça e preencha a linha Vermelho, 3 V. Mude para 5 V, meça e preencha a linha Vermelho, 5 V. Mantenha o resistor de 1 kΩ e as conexões do multímetro inalterados.
Disponível em uma sessão de aula
Verde
Verde
Abra o circuito e mude a alimentação positiva dos 5 V iniciais para 3 V. Meça e preencha a linha Verde, 3 V. Mude para 5 V, meça e preencha a linha Verde, 5 V. Mantenha o resistor de 1 kΩ e as conexões do multímetro inalterados.
Disponível em uma sessão de aula
Amarelo
Amarelo
Abra o circuito e mude a alimentação positiva dos 5 V iniciais para 3 V. Meça e preencha a linha Amarelo, 3 V. Mude para 5 V, meça e preencha a linha Amarelo, 5 V. Mantenha o resistor de 1 kΩ e as conexões do multímetro inalterados.
Disponível em uma sessão de aula
Resultados
Preencha seis linhas: primeiro 3 V e depois 5 V para cada cor. Registre V_R medida, calcule I(mA)=V_R(V) e estime V_LED = tensão ajustada − V_R. Essa tensão do LED é uma estimativa, pois o ajuste da fonte não é uma medição separada da tensão. Escolha uma observação da câmera e deixe as linhas adicionais em branco.
| Cor do LED | Tensão ajustada V | Tensão no resistor V | Corrente calculada mA | Tensão estimada do LED V | Observação da câmera |
|---|---|---|---|---|---|
O que a cor nos diz?
15 min
Use o LED verde em 5 V. Informe sua tensão estimada em V e mostre a subtração usando a tensão medida no resistor.
Em 3 V, as três correntes eram claramente diferentes ou próximas demais para distingui-las com segurança? Cite suas leituras. Depois verifique se as leituras em 5 V sustentam a mesma conclusão.
Por que suas tensões estimadas dos LEDs não devem ser apresentadas como constantes exatas para todo LED vermelho, amarelo ou verde?
Um projetista deseja correntes iguais em três luzes indicadoras de cores diferentes. Usar resistores idênticos basta para garantir isso? Responda com base nas suas evidências.
Entregar
Após todas as medições, saia do Hive e volte aqui. Marque a prática de laboratório como concluída, confira todas as linhas e respostas obrigatórias e entregue a atividade.
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