物理人教版2019選擇性必修第二冊5.3利用傳感器制作簡單的自動控制裝置18

5.3利用傳感器制作簡單的自動控制裝置人教版（2019）普通高中物理選擇性必修第二冊同步教學(xué)課件第五章.傳感器目錄1門窗防盜報警裝置2光控開關(guān)情景展示

當(dāng)門窗緊閉時，蜂鳴器不響，指示燈亮；當(dāng)門窗被打開時，蜂鳴器發(fā)出聲音警報，指示燈滅。在天色暗到一定程度時讓路燈自動開啟，而在天明時自動熄滅。如何設(shè)計電路？知識點一：實驗1門窗防盜報警裝置利用干簧管在磁場中的特性是不錯的選擇。如圖是一個簡單的門窗磁控防盜報警裝置示意圖。門的上沿嵌入一小塊永磁體M，門框內(nèi)與M相對的位置嵌入干簧管SA，并將干簧管接入報警電路。干簧管可將門與門框的相對位置這一非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電路的通斷。知識點一：實驗1門窗防盜報警裝置（一）實驗?zāi)康模毫私忾T窗報警裝置的原理（二）實驗原理

閉合電路開關(guān)S,系統(tǒng)處于防盜狀態(tài)。當(dāng)門窗緊閉時,磁體M靠近干簧管SA,干簧管兩個簧片被磁化相吸而接通繼電器線圈K,使繼電器工作。繼電器的動觸點c與常開觸點a接通,發(fā)光二極管LED發(fā)光,顯示電路處于正常工作狀態(tài)。當(dāng)門窗開啟時,磁體離開干簧管,干簧管失磁斷開,繼電器被斷電。繼電器的動觸點c與常閉觸點b接通,蜂鳴器H發(fā)聲報警。干簧管在電路中起傳感器和控制開關(guān)的作用,繼電器則相當(dāng)于一個自動的雙向開關(guān)。電磁繼電器知識點一：實驗1門窗防盜報警裝置門窗防盜報警裝置電路圖發(fā)光二極管（三）實驗器材電源、導(dǎo)線、開關(guān)、干簧管、繼電器、蜂鳴器、發(fā)光二極管、電阻、小磁體。（四）實驗步驟(1)連接電路前,要先判斷一下干簧管是否可以正常工作。用磁體直接靠近干簧管,觀察簧片能否正常動作。(2)確定各元件可以正常工作后,連接電路。(3)接通電源后,將磁體先后靠近和離開干簧管,分別觀察實驗現(xiàn)象。知識點一：實驗1門窗防盜報警裝置表1基本元件及參數(shù)知識點二：實驗2光控開關(guān)三極管：晶體三極管是半導(dǎo)體基本元件之一，具有電流放大作用，在控制電路中常用作電子開關(guān)。三極管由三個電極組成，分別是發(fā)射極e，基極b和集電極c，有NPN型和PNP型兩種。

三極管的一個重要特性是，從基極輸入一個較小的電流，就會在集電極獲得較大的電流。此外，三極管還具有完成斷路和接通的開關(guān)作用，對NPN型三極管來說，當(dāng)基極b電壓比發(fā)射極e高0.7V時，三極管導(dǎo)通，集電極c上有電流，否則沒電流。知識點二：實驗2光控開關(guān)（一）實驗?zāi)康牧私夤饪亻_關(guān)的原理。（二）實驗原理當(dāng)環(huán)境的光比較強時,光敏電阻RG的阻值很小,三極管不導(dǎo)通,發(fā)光二極管或繼電器所在的回路相當(dāng)于斷路,即發(fā)光二極管不工作;繼電器處于常開狀態(tài),小燈泡L不亮。當(dāng)環(huán)境的光比較弱時,光敏電阻RG的阻值變大,三極管導(dǎo)通,且獲得足夠的基極電流,產(chǎn)生較大的集電極電流,點亮發(fā)光二極管或驅(qū)動繼電器吸合而點亮小燈泡L。知識點二：實驗2光控開關(guān)思考：如何調(diào)節(jié)電路，使燈泡在天更暗時才亮？知識點二：實驗2光控開關(guān)（三）實驗器材可調(diào)電阻、限流電阻、光敏電阻、暗電阻、亮電阻、三極管、發(fā)光二極管、繼電器、小燈泡、二極管、電源。（四）實驗步驟(1)連接電路,檢查無誤后,接通電源。(2)讓光敏電阻RG受到白天較強的自然光照射,調(diào)節(jié)電阻R1使發(fā)光二極管LED或小燈泡L剛好不發(fā)光。(3)遮擋RG,當(dāng)光照減弱到某種程度時,就會看到發(fā)光二極管LED或小燈泡L發(fā)光。(4)讓光照加強,當(dāng)光照強到某種程度時,則發(fā)光二極管LED或小燈泡L熄滅。如果實驗現(xiàn)象不明顯,可用手電筒加強光照,或遮蓋光敏電阻,再進行觀察。知識點二：實驗2光控開關(guān)表2基本元件及參數(shù)12利用傳感器制作簡單的自動控制裝置門窗防盜報警裝置光控開關(guān)【典例1】現(xiàn)有負溫度系數(shù)的熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線若干,如圖所示,試設(shè)計一個溫控電路,要求溫度低于某一溫度時,電爐絲自動通電供熱,超過某一溫度又可以自動斷電,畫出電路圖并說明工作過程。解析:熱敏電阻RT與滑動變阻器及電磁繼電器構(gòu)成低壓控制電路。電路圖如圖所示。當(dāng)溫度低于某一值時,熱敏電阻的阻值很大,流過電磁繼電器的電流很小,繼電器無法吸引銜鐵P,K處接通,電爐絲處于加熱狀態(tài);當(dāng)溫度高于某一值時,熱敏電阻的阻值變得很小,通過電磁繼電器的電流較大,繼電器吸引銜鐵P,K處斷開,電爐絲停止加熱?！镜淅?】光敏電阻在各種自動化裝置中有很多應(yīng)用,其中就可用于街道路燈的自動控制開關(guān),下圖為模擬電路,其中A為光敏電阻,B為電磁繼電器,C為照明電路,D為路燈,請連成正確的電路,達到日出燈熄、日落燈亮的效果。解析:電路連接如圖所示。當(dāng)天亮?xí)r,光線照射光敏電阻A,其阻值迅速減小