物理：3.1《生活中的传感器》课件（教科版选修3-2）

欢迎进入物理课堂 3 3生活中的传感器 一 二极管的特点和作用1 二极管具有单向导电性2 发光二极管除了具有单向导电性外 导电时还能发光 普通发光二极管使用磷化镓或磷砷化镓等半导体材料制成 直接将电能转化为光能 该类发光二极管的正向导通电压大于1 8V 二 三极管的特点和作用 1 三极管具有电流放大作用 2 晶体三极管能够将微弱的信号放大 晶体三极管的三个极分别是发射极e 基极b和集电极c 3 传感器输出的电流和电压很小 用一个三极管可以放大几十倍或几百倍 三极管的放大作用表现为基极b的电流对集电极c的电流起了控制作用 三 斯密特触发器 斯密特触发器是特殊的非门电路 当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值1 6V时 输出端Y会突然从高电平调到低电平0 25V 而当输入端A的电压下降到另一个值的时候0 8V Y会从低电平跳到高电平3 4V 斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号 而这正是进行光控所需要的 实验1 光控开关 工作原理 白天 光强度较大 光敏电阻RG电阻值较小 加在斯密特触发器A端的电压较低 则输出端Y输出高电平 发光二极管LED不导通 当天色暗到一定程度时 RG的阻值增大到一定值 斯密特触发器的输入端A的电压上升到某个值 1 6V 输出端Y突然从高电平跳到低电平 则发光二极管LED导通发光 相当于路灯亮了 这样就达到了使路灯天明熄灭 天暗自动开启的目的 思考与讨论 1 要想在天更暗时路灯才会亮 应该把R1的阻值调大些还是调小些 为什么 应该把R1的阻值调大些 这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值 如1 6V 就需要RG的阻值达到更大 即天色更暗 2 用白炽灯模仿路灯 为何要用到继电器 由于集成电路允许通过的电流较小 要用白炽灯泡模仿路灯 就要使用继电器来启闭工作电路 如下图所示 电磁继电器的工作原理 当线圈A中通电时 铁芯中产生磁场 吸引衔铁B向下运动 从而带动动触点D向下与E接触 将工作电路接通 当线圈A中电流为零时 电磁铁失去磁性 衔铁B在弹簧作用下拉起 带动触点D与E分离 自动切断工作电路 控制电路的工作原理 天较亮时 光敏电阻RG阻值较小 斯密特触发器输入端A电势较低 则输出端Y输出高电平 线圈中无电流 工作电路不通 天较暗时 光敏电阻RG电阻增大 斯密特触发器输入端A电势升高 当升高到一定值 输出端Y由高电平突然跳到低电平 有电流通过线圈A 电磁继电器工作 接通工作电路 使路灯自动开启 天明后 RG阻值减小 斯密特触发器输入端A电势逐渐降低 降到一定值 输出端Y突然由低电平跳到高电平 则线圈A不再有电流 则电磁继电器自动切断工作电路的电源 路灯熄灭 实验2 温度报警器 工作原理 常温下 调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平 则输出端Y处于高电平 无电流通过蜂鸣器 蜂鸣器不发声 当温度升高时 热敏电阻RT阻值减小 斯密特触发器输入端A电势升高 当达到某一值 高电平 其输出端由高电平跳到低电平 蜂鸣器通电 从而发出报警声 Rl的阻值不同 则报警温度不同 怎样使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警 应减小R1的阻值 R1阻值越小 要使斯密特触发器输入端达到高电平 则热敏电阻阻值要求越小 即温度越高 思考与讨论 例1 现有热敏电阻 电炉丝 电源 电磁继电器 滑动变阻器 开关和导线若干 如图所示 试设计一个温控电路 要求温度低于某一温度时 电炉丝自动通电供热 超过某一温度时 又可以自动断电 画出电路图说明工作过程 热敏电阻R1与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路 工作过程 闭合S当温度低于设计值时热敏电阻阻值大 通过电磁继电器电流不能使它工作 K接通电炉丝加热 当温度达到设计值时 热敏电阻减小到某值 通过电磁继电器的电流达到工作电流 K断开 电炉丝断电 停止供热 当温度低于设计值 又重复前述过程 例 现有热敏电阻 电炉丝 电源 电磁继电器 滑动变阻器 开关和导线若干 如图所示 试设计一个温控电路 要求温度低于某一温度时 电炉丝自动通电供热 超过某一温度时 又可以自动断电 画出电路图说明工作过程 典例分析 1 电路图如图所示 热敏电阻R1与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路 2 工作过程 闭合S当温度低于设计值时热敏电阻阻值大 通过电磁继电器电流不能使它工作 K接通电炉丝加热 当温度达到设计值时 热敏电阻减小到某值 通过电磁继电器的电流达到工作电流 K断开 电炉丝断电 停止供热 当温度低于设计值 又重复前述过程 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全