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Lição do Teach

Por que um LED precisa de um resistor?

Compare dois circuitos protegidos com LED vermelho na mesma tensão e explique a limitação da corrente.

  • Electronics - Hive
  • 30 min
  • Ensino fundamental — anos finais e ensino médio, 14–16 anos
  • Português (Brasil)
  • Eletrônica · Física · Tecnologia

Entre com uma conta de professor para preparar uma sessão. Os estudantes entram com um código da turma.

Diagrama do circuito: a alimentação positiva passa por um resistor e chega ao anodo do LED; o catodo retorna a zero volt. Um voltímetro está conectado em paralelo com o resistor, não em série.
Electronics - Hive

Objetivos de aprendizagem

  • Comparar correntes calculadas a partir das tensões medidas nos resistores de 1 kΩ e 10 kΩ.

  • Usar evidências para explicar por que um LED precisa de limitação de corrente.

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.

1

O componente que não acende

5 min

Uma pequena luz indicadora precisa de um resistor, embora o resistor não produza luz útil. Esse componente apenas desperdiça energia elétrica ou cumpre uma função essencial? Compare dois circuitos com LED vermelho em 5 V. Muda apenas o valor indicado do resistor: 1 kΩ ou 10 kΩ.

Em qual circuito você prevê uma corrente maior? Explique antes de medir.

2

Compare dois circuitos protegidos

13 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, $I\,\text{(mA)}=V_R\,\text{(V)}$; para 10 kΩ, divida a tensão em volts por 10 para obter mA. 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.

Diagrama do circuito: a alimentação positiva passa por um resistor e chega ao anodo do LED; o catodo retorna a zero volt. Um voltímetro está conectado em paralelo com o resistor, não em série.

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.

LED vermelho com 1 kΩ

  1. LED vermelho com 1 kΩ

  2. Abra este circuito e confirme 5 V, 1 kΩ e o modo tensão contínua. Faça uma medição e preencha a linha correspondente antes de sair do Hive.

Disponível em uma sessão de aula

LED vermelho com 10 kΩ

  1. LED vermelho com 10 kΩ

  2. Abra este circuito e confirme 5 V, 10 kΩ e o modo tensão contínua. Faça uma medição e preencha a linha correspondente antes de sair do Hive.

Disponível em uma sessão de aula

Resultados

Preencha duas linhas: uma com 1 kΩ e outra com 10 kΩ, ambas em 5 V. Insira V_R em volts. Para 1 kΩ, I(mA)=V_R; para 10 kΩ, I(mA)=V_R/10. Escolha uma observação da câmera e deixe as linhas adicionais em branco.

Resistor Tensão no resistor V Corrente calculada mA Observação da câmera
3

Explique a função do resistor

12 min

Use a leitura de cada resistor. Divida a corrente com 1 kΩ pela corrente com 10 kΩ. Informe a razão e mostre as duas correntes utilizadas.

Qual resistor limitou mais a corrente? Use seus resultados para explicar por que retirar o resistor não seria uma maneira sensata de deixar essa luz indicadora mais brilhante.

A câmera tornou a diferença elétrica fácil de enxergar? Explique por que as correntes obtidas das medições são evidências mais fortes do que comparar apenas as fotografias.

Para uma luz indicadora de baixa corrente, qual dos dois circuitos testados você escolheria? Justifique usando a corrente e a possibilidade de distinguir a luz.

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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