2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修2 第5章传感器5.2常见传感器的工作原理及应用(10)课件

生活中的传感器\n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.\n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.\n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.\n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．\n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.\n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．\n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．\n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．\n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\n【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．\n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\n（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．\n四、课堂总结、点评光控开关温度报警器传感器的应用实例