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课件网) 3 利用传感器制作简单的自动控制装置 [定位·学习目标] 1.会利用干簧管制作简单的自动控制装置,如门窗防盗报警装置。2.会利用光敏电阻制作简单的自动控制装置,如光控开关。3.通过制作自动控制装置,初步养成针对学习和生活中的问题,设计方案,动手实践的意识和习惯。 探究·必备知识 实验一 门窗防盗报警装置 一、实验器材 干簧管SA、继电器、发光二极管LED、电阻R、蜂鸣器H、电源(干电池6 V)、小磁体、开关。 二、实验原理 闭合电路开关S,系统处于防盗状态。当门窗紧闭时,磁体M靠近干簧管SA,干簧管两个簧片被磁化相吸而接通继电器线圈K,使继电器工作。继电器的动触点c与常开触点a接触,发光二极管LED发光,显示电路处于正常工作状态。当门窗开启时,磁体离开干簧管,干簧管失磁断开,继电器被断电。继电器的动触点c与常闭触点b接通,蜂鸣器H发声报警。干簧管在电路中起传感器和控制开关的作用,继电器则相当于一个自动的双向开关。 三、实验步骤 1.连接电路前,要先判断一下干簧管是否可以正常工作。用磁体直接靠近干簧管,观察簧片能否正常动作。 2.确定各元件可以正常工作后,按照实验原理图连接电路。 3.接通电源后,将磁体靠近和离开干簧管,分别观察实验现象。 实验二 光控开关 一、实验器材 可调电阻R1、限流电阻R2、光敏电阻RG、三极管VT、发光二极管LED、继电器、小灯泡L、二极管D、电源。 二、实验原理 1.三极管及其工作原理 晶体三极管是半导体基本元件之一,具有电流放大作用,在控制电路中常用作电子开关。本实验采用三极管配合光敏电阻完成光控开关的任务。三极管由三个电极组成,分别是发射极e、基极b和集电极c,有NPN型和PNP型两种(如图甲所示)。三极管的一个重要特性是,从基极输入一个较小的电流,就会在集电极获得较大的电流。此外,三极管还具有完成断路和接通的开关作用。 2.光控开关电路 当环境光比较强时,光敏电阻RG的阻值很小,三极管不导通,发光二极管或继电器所在的回路相当于断路,即发光二极管不工作;继电器处于常开状态,小灯泡L不亮。当环境光比较弱时,光敏电阻RG的阻值变大,三极管导通,且获得足够的基极电流,产生较大的集电极电流,点亮发光二极管或驱动继电器吸合而点亮小灯泡L。 三、实验步骤 1.按照电路图连接电路,检查无误后,接通电源。 2.让光敏电阻RG受到白天较强的自然光照射,调节电阻R1使发光二极管LED或小灯泡L刚好不发光。 3.遮挡RG,当光照减弱到某种程度时,就会看到发光二极管LED或小灯泡L发光。 4.让光照加强,当光照强到某种程度时,则发光二极管LED或小灯泡L熄灭。 如果实验现象不明显,可用手电筒加强光照,或遮盖光敏电阻,再进行观察。 突破·关键能力 要点一 教材原型实验 [例1] (自动报警装置)某一热敏电阻的阻值R随温度变化的图线如图甲所示,现要利用该热敏电阻组装一个报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时,系统报警。提供的器材有热敏电阻报警器(内阻很小,流过的电流超过Ic时就会报警,Ic约为10 mA,流过的电流超过20 mA时,报警器可能损坏),电阻箱(最大阻值为999.9 Ω),直流电源(输出电压为18 V,内阻不计),滑动变阻器(最大阻值为2 000 Ω),单刀双掷开关一个,导线若干。 「典例研习」 (1)由图甲可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而 (选填“增大”或“减小”)。 减小 【解析】 (1)由题图甲可知,热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。 (2)按图乙所示的电路图组装电路,并按照下列步骤调节此报警系统。 ①电路接通前,滑动变阻器的滑片应置于 (选填“a”或“b”)端附近。 b 【解析】 (2)①为防止接通电源后,流过报警器的电流超过20 mA,可能会造成报警器损坏,滑动变阻器的滑片应置于b端。 ②若已知该热敏电阻 ... ...
