Questão 121 — ENEM 2025 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Física → Eletrodinâmica (associação em série, 1ª Lei de Ohm, leitura de curva característica de LED)
• ⚡ Nível: Médio — o cálculo é curto, mas exige extrair o valor certo da corrente no gráfico e identificar que a tensão sobre o resistor de proteção é a diferença entre a fonte e o LED.
• 🎯 Tema/Habilidade: Dimensionamento de resistor de proteção para LED — competência de aplicar leis de circuitos a uma situação tecnológica real.
• 🏆 Gabarito: B — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Qual o valor do resistor R_P que, em série com o LED, faz o LED operar em 3 V quando a fonte é de 12 V?"
• Palavras-chave decisivas: em série com o LED, LED opere com tensão de 3 V, corrente do gráfico
• Armadilha típica: usar os 12 V (ou os 300 Ω do dispositivo) diretamente no cálculo do R_P, esquecendo que sobre o resistor de proteção há apenas a tensão que "sobra" depois do LED.
• O que a resposta precisa demonstrar: que o aluno sabe (1) ler I no gráfico na tensão de operação e (2) aplicar Ohm ao trecho série LED + R_P.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Associação em série: componentes em série são percorridos pela mesma corrente, e a tensão da fonte se reparte entre eles (V_fonte = V_LED + V_RP).
• 1ª Lei de Ohm: para o resistor, V = R · I; logo R = V ÷ I. O LED não é ôhmico (sua curva é não linear), por isso sua corrente é lida no gráfico, não calculada.
• Curva característica do LED: o gráfico I × V do LED fornece a corrente que passa por ele em cada tensão. Na tensão de operação (3 V), lê-se a corrente que também atravessa o R_P.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "resistor de proteção, R_P, ligado em série com o LED" → R_P e LED têm a MESMA corrente; a corrente do LED é a corrente do R_P.
• Evidência 2: "sugere-se que o LED opere com tensão de 3 V ... dispositivo ... opera em 12 V" → a fonte do ramo é 12 V; 3 V ficam no LED e o restante, 9 V, cai em R_P.
• Síntese: basta ler no gráfico a corrente do LED em 3 V e dividir os 9 V restantes por essa corrente.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Ler a corrente no gráfico

Na curva característica, quando a tensão do LED é 3 V, a corrente vale 10 mA:

I = 10 mA = 10 × 10⁻³ A = 0,01 A.

Subpasso 4.2 — Achar a tensão sobre R_P

O ramo LED + R_P está ligado sob a tensão do dispositivo (12 V). Como estão em série:

V_RP = V_fonte − V_LED = 12 − 3 = 9 V.

Subpasso 4.3 — Aplicar a 1ª Lei de Ohm em R_P

O resistor é ôhmico, então:

R_P = V_RP ÷ I = 9 ÷ 0,01 = 900 Ω.

Subpasso 4.4 — Verificação

Confere a ordem de grandeza: 9 V dividido por uma corrente pequena (mA) resulta em centenas de ohms. 9 ÷ 0,01 = 900 Ω, valor presente na alternativa B. ✅

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) 1 200 Ω

❌ Incorreta: sai de usar 12 V inteiros sobre R_P (12 ÷ 0,01 = 1200), ignorando que 3 V já ficam no LED.

B) 900 Ω

✅ Correta: V_RP = 12 − 3 = 9 V e I = 0,01 A → R_P = 9 ÷ 0,01 = 900 Ω.

C) 300 Ω

❌ Incorreta: 300 Ω é a resistência R do dispositivo em paralelo, não o resistor de proteção; é um dado que serve de distrator.

D) 0,9 Ω

❌ Incorreta: erro de unidade — usa a corrente como 10 A (em vez de 10 mA), ou seja, 9 ÷ 10 = 0,9. A corrente do gráfico está em miliampère.

E) 0,3 Ω

❌ Incorreta: combina os dois erros (tensão errada e corrente em ampère), sem sentido físico para o dimensionamento pedido.

🏆 Gabarito: B — sobre o resistor de proteção caem 9 V (12 − 3) e por ele passa a corrente do LED lida no gráfico (10 mA = 0,01 A), logo R_P = 9 ÷ 0,01 = 900 Ω.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: só B respeita simultaneamente a repartição de tensão em série (9 V no R_P) e a leitura correta da corrente em mA.
• Padrão de cobrança: o ENEM adora o "resistor limitador de corrente do LED", em que se pede R a partir da tensão excedente e da corrente de operação lida num gráfico.
• Generalização: para dimensionar o resistor em série com um LED, use sempre R = (V_fonte − V_LED) ÷ I_LED.
• Dica de eliminação rápida: um resistor de proteção de LED nunca vale frações de ohm — corte D e E imediatamente por ordem de grandeza; entre A, B e C, lembre que 3 V ficam no LED (elimina A) e que 300 Ω é o distrator do dispositivo (elimina C).
• Conexões: curvas características de componentes não ôhmicos, divisor de tensão e associação série/paralelo.