Diodo e LED

Currículos: KS3, GCSE, Sek I, cycle 4

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Objetivo

Confirmar que um diodo deixa a corrente passar em um único sentido e ligar um LED com um resistor limitador de corrente.

A montagem

Em cima há dois circuitos de 5 V com lâmpadas de 4,5 V / 1 W: à esquerda o diodo está ligado no sentido direto, à direita no sentido inverso. Embaixo há uma fonte de 5 V, um resistor de 220 Ω e um LED.

Procedimento

1. Compare as lâmpadas dos dois circuitos de cima.
2. Observe o LED.
3. No cartão de parâmetros do resistor do LED, mude 220 Ω para 1 kΩ e depois para 100 Ω.

Resultado esperado

Com o diodo no sentido direto a lâmpada acende; com ele invertido, não: um diodo deixa a corrente passar somente do anodo para o catodo. O LED acende; a corrente nele é de cerca de 14 mA: cerca de 1,8 V no LED e os 3,2 V restantes no resistor. Com 1 kΩ o LED brilha menos; com 100 Ω brilha mais — a corrente é de cerca de 31 mA. Para um LED comum de 5 mm a corrente de trabalho é de 20 mA e a máxima é de 25–30 mA: 31 mA já está no limite. Quem limita a corrente é o resistor: sem ele, só a fonte e o próprio LED limitariam a corrente, e um LED real queimaria na hora.

Questões

1. Como saber pelo esquema do circuito em que sentido o diodo deixa a corrente passar?
2. Que resistor é necessário para um LED de 2 V e 20 mA com uma alimentação de 9 V?

Respostas

1. O símbolo do diodo é um triângulo apontando para uma barra. A corrente passa no sentido para onde o triângulo aponta, do anodo, no lado do triângulo, para o catodo, na barra.
2. O resistor precisa ficar com os 9 − 2 = 7 V restantes com 20 mA: \(R = (U - U_{LED}) / I\) = 7 V / 0,02 A = 350 Ω. O valor comercial mais próximo acima desse, 390 Ω, dá cerca de 18 mA.