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5.3利用传感器制作简单的自动控制装置(1)课件

利用传感器制作简单的自动控制装置\n一、实验目的了解与传感器技术相关的物理知识,体验从原理到应用的过程,享受发现、创造与成功的乐趣.二、实验原理由晶闸管VS与电灯L构成主回路,控制回路由R与RG组成的分压器及二极管VD构成,如图所示.\n1.白天自然光线较强时,光敏电阻呈低电阻,与R分压后使晶闸管VS门电极处于低电平,VS关断.2.当夜幕降临时,照在RG上的自然光线减弱,RG呈高阻,使VS的门电极处于高电平.VS获正向触发电压而导通,灯L亮.3.改变R的阻值,即改变其与RG的分压比,可调整电路的起控点.三、实验器材二极管VD、晶闸管VS、光敏电阻RG、电阻R(7.5MΩ)、灯泡L、多用电表、导线、焊接用具等.\n一、实验操作1.用多用电表的欧姆挡R×1k按操作要求对电阻R、二极管VD、晶闸管VS、光敏电阻RG进行测试,确定是否完好.2.按照电路图,将各元件焊接,安装好.3.检查各元件的连接,确保无误.4.接通电源,观察强光照射光敏电阻时和用黑纸包裹光敏电阻时灯泡L的状态.\n二、注意事项1.安装前,对所有器材进行测试,确保各元件性能良好后,再进行安装.2.焊接时,管脚必须在离管壳5mm以上处焊接,焊接时间不易过长.3.注意二极管、晶闸管各极正确接入电路,不可错接、反接.\n类型一自动控制电路【典例1】白天,光强度较大,光敏电阻RG阻值较小,加在斯密特触发器输入端A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自动熄灭,天暗自动开启的目的.要想在天更暗时路灯才会亮,应如何调整R1的阻值?\n解析:要想在天更暗时路灯才会亮,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的电压达到某个值(如1.6V),就需要RG的阻值达到更大,即天色更暗.答案:调大\n类型二报警电路工作原理的分析与应用【典例2】如图所示是一个简单的磁控防盗报警装置.门的上沿嵌入一小块永磁体M,门框内与M相对的位置嵌入干簧管H,并且将干簧管接入图示的电路.睡觉前连接好电路,当盗贼开门时,蜂鸣器就会响起来.请说明它的工作原理,最好通过实验模拟这个电路的工作.\n解析:当门闭着时,永磁体使干簧管接通,斯密特触发器输入端与电源负极相连,处于低电平,则输出端为高电平,故蜂鸣器不发声,当开门时没有磁铁作用,干簧管不通,斯密特触发器输入端为高电平,则蜂鸣器通电,发声报警.答案:见解析\n类型三电磁继电器控制电路【典例3】如图为一自动控制温度的电路,请说明其工作原理.\n解析:系统温度较低时,弹簧弹力将铁片P向上拉,使它与a接触,电热丝导通,产生热量使系统温度升高,随着温度的升高,热敏电阻的阻值明显减小,使得通电螺线管中电流增大,电磁铁磁性增强,当温度升到某一数值,电磁铁可将铁片P吸下,使之与a断开,此时,电热丝不再产生热量,系统温度将降低,热敏电阻的阻值变大,螺线管中电流减小,电磁铁磁性减弱,当温度降到一定程度,铁片P又被弹簧拉上,与a接触,电热丝又通电产生热量,系统又升温,如此反复,系统温度将保持在某一极小的范围内变化.答案:见解析