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XX届高考物理实验传感器的简单应用复
习教案
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实验11传感器的简单应用
【考纲链接】
.本实验在新课标物理《高考大纲》中是必考内容实验
之十一.传感器的简单应用。
2.本实验见普通高中课程标准实验教科书《物理》选修
3-2(人民教育出版社课程教材研究所物理课程教材研究开
发中心编著,人民教育出版社出版)的第6章传感器第4节
传感器的应用实验(第70~72页)。由于本实验是历来的教
科书所没有的,许多教师没有做过,不太熟悉,有些学校实
验室没有所需器材(如施密特触发器等),所以要特别重视。
以型号HEF40106B施密特触发器为例
图6-2-1
图6-2-1是型号HEF40106B触发器的引脚示意图,由图
可以看出,在同一块集成片上分别做了6块独立的施密特触
发器,如果使用第1块,只需要在接输入电压,在接输出电
压,然后分别把接到稳压电源,接地,就可以工作了。
实验原理:
图6-2-2
将电路按图6-2-2连接,为光敏电阻,,为电阻箱,为
发光二极管,A点为施密特触发器的输入端,y点为施密特
触发器的输出端。适当选择,的阻值后,当外界光线很强时,
上的电阻相对比较小,A点的电压小于,y点输出高电位,
发光二极管两端的电势差很小,因此不能发光;当外界光线
变弱时,上的电阻显著增大,A点的电压也显著增大,当增
大到时,y点输出低电位,发光二极管两端有大约5V的电势
差,发光二极管开始正常发光,如果光线强度又进一步开始
回升,上的电阻减小,A点的电压也开始减小,当A点的电
压小于时,y点又输出高电位,发光二极管熄灭。
为了更直观地了解整个电路工作过程,也可以分别用两
个电压表对A点和y点的电压进行测量。
实验一:光控开关
实验目的:了解光控开关,对自动控制有初步理解。
实验电路:见图6-2-3
图6-2-3实验电路
实验步骤:
.当光弱时,光敏电阻阻值大,电流小,A端输入高电位
(1),y端输出低电位(0),发光二极管亮,如图6-2-4.
图6-2-4
2.当光强时,光敏电阻阻值小,电流大,A端输入低电
位(0),y端输出高电位(1),发光二极管不亮,如图6-2-5。
图6-2-5
3.电阻R1的阻值对电路的作用。电阻R1的阻值由约20
变为约42(见图),发光二极管由亮变不亮的转换电流(光
敏电阻处)由400变为300(见图6-2-6),也就是转换电阻
变大了,也就是在光线更暗的情况下灯才能亮。反推之,光
控开关用于路灯控制,要想在天更暗时路灯才会亮,应该把
R1的阻值调大些。
图6-2-6
4.由于集成电路允许通过的电流比较小,要用白炽灯泡
模拟路灯,就要使用继电器来启闭另外的供电电路,如图
6-2-7,灯泡可用“6V0.06A”的,继电器可以使用微型继电
器,本实验的继电器的参数为:额定电压:6V,操作电压:4V,
释放电压:2V,线圈电阻:100ohms,接触电阻:0ohms,最大
电流:5A,最大电压:400V。为了防止继电器释放衔铁时线圈
中的自感电动势损坏集成电路,必须给它并联一只二极管,
以提供自感电流的通路。
图6-2-7
(1)
当光线较强时,光敏电阻的阻值较小,输入电压较低,
输出电压较高,继电器电流小,不能吸引衔铁,继电器开关
处断开状态,白炽灯泡不亮,如图6-2-7.
(2)当光线较弱时,光敏电阻的阻值较大,输入电压
较高,输出电压较低,继电器电流大,继电器动作,吸引衔
铁,继电器开关处接通状态,白炽灯泡亮,如图6-2-8.
图6-2-8
实验二、温度报警器
实验目的:了解温度报警器的原理,对自动控制进一步
理解。
仿真实验电路:见图6-2-9
图6-2-9
图6-2-9中,为热敏电阻
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