Инструкция к лабораторной работе: Исследование фоторезистора и сборка автоматических схем

Инструктаж к лабораторной работе по теме: Исследование свойств фоторезистора и сборка автоматических схем. Цель работы: Изучить принцип действия фоторезистора, проверить выполнение закона Ома для него и собрать действующую модель автоматического уличного фонаря. Оборудование: Электронный конструктор «ЗНАТОК», включающий фоторезистор, транзисторы, резисторы, лампу, динамик, соединительные провода и источники питания. Теоретические сведения: Фоторезистор — это полупроводниковый прибор, сопротивление которого зависит от освещенности. При падении света на фоторезистор его сопротивление резко уменьшается, а в темноте — возрастает. Это свойство позволяет использовать его в качестве датчика света в различных автоматических системах. Ход работы: Задание 1. Исследование зависимости сопротивления от освещенности. 1. Соберите схему согласно рисунку 17.4а. В цепь включены источник питания, переменный резистор (реостат), фоторезистор и гальванометр. 2. Включите цепь и с помощью реостата установите стрелку гальванометра на максимальное деление (например, 10). 3. Закройте фоторезистор рукой. Наблюдайте, как стрелка прибора стремится к нулю. Это доказывает, что при отсутствии света сопротивление фоторезистора увеличивается, и ток в цепи падает. 4. Снова осветите фоторезистор — ток возрастет. Задание 2. Проверка закона Ома для фоторезистора. 1. Используя схему 17.4а (с одной батареей) и 17.4б (с двумя батареями), проведите измерения тока при неизменном уровне освещенности. 2. Занесите данные в таблицу и рассчитайте сопротивление по формуле: \[ R = \frac{U}{I} \] Где \( U \) — напряжение в Вольтах (одна батарея — \( 1,5 \) В или \( 3 \) В согласно схеме, две — в два раза больше), \( I \) — сила тока в Амперах. Таблица 17.1. Результаты измерений № | U (В) | I (мкА) | R (Ом) 1 | \( U_1 \) | \( I_1 \) | \( R_1 = \frac{U_1}{I_1} \) 2 | \( U_2 \) | \( I_2 \) | \( R_2 = \frac{U_2}{I_2} \) Вывод по заданию: Если значения \( R_1 \) и \( R_2 \) совпали, значит, для фоторезистора выполняется закон Ома, и его сопротивление при постоянном свете не зависит от напряжения. Задание 3. Сборка автоматического уличного фонаря. 1. Соберите схему, представленную на рисунке 17.3. В этой схеме используются два транзистора (VT1 и VT2), соединенных по схеме Дарлингтона для усиления тока. 2. Принцип работы: Днем свет падает на фоторезистор R2, его сопротивление мало, и ток уходит через него, не открывая транзисторы. Лампа HL не горит. 3. Закройте фоторезистор рукой (имитация наступления ночи). Сопротивление R2 возрастет, ток потечет в базу транзистора, открывая его. Лампа загорится. 4. Обратите внимание: если поменять местами резистор R1 и фоторезистор R2, схема будет работать наоборот (лампа будет гореть на свету и гаснуть в темноте). Такую схему можно использовать, например, в автоматических сушилках для рук. Задание 4. Измерение темнового сопротивления. 1. Чтобы измерить истинное темновое сопротивление, фоторезистор нужно изолировать от любого света (накрыть плотным колпачком или черной бумагой). 2. Даже свет, проходящий сквозь пальцы (рис. 17.5), влияет на показания, так как ткани человека частично прозрачны для яркого света. Задание 5. Сигнализация на разрыв или изменение света (рис. 17.6). 1. Соберите схему с использованием звуковой микросхемы и динамика. 2. Данная схема настроена так, что при изменении освещенности (например, если вор включит фонарик или перегорит контрольная лампа в теплице) сработает звуковой сигнал. Техника безопасности: 1. Не допускайте короткого замыкания полюсов батарей. 2. Соблюдайте полярность при подключении транзисторов и светодиодов. 3. После окончания работы обязательно разомкните выключатель SA.