调光电路与光强监控电路设计

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1、《电路与电子线路基础》课外设计制作中期报告题目(C)：调光电路与光强监控电路设计组号：4任课教师：组长：成员：成员：成员：成员：联系方式：二零一三年十月七日一、实验方案1.实验目的a.学习光敏电阻、电解电容器、整流二极管、发光二极管、三极管、运算放大器、电压比较器等器件的工作原理及应用背景知识。b.设计白炽灯调光电路和光强监控电路。c.掌握给定功能的电路系统的设计方法。2.实验器材a.白炽灯泡带灯座1只；光敏电阻3只；发光二极管10只，标准“洞洞板”3块；b.常规电阻、电容、二极管、三极管、运算放大器、电压比较器等若干。3.主要器材及原理介绍a.常规电阻电阻（Resistance，通常用“

2、R”表示），在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。电阻将会导致电子流通量的变化，电阻越小，电子流通量越大，反之亦然。而超导体则没有电阻。电阻元件的电阻值大小一般与温度，材料，长度，还有横截面积有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压、分流的作用。对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。导体的电阻通常用字母R表示，电阻的单位是欧姆（oh

3、m），简称欧，符号是Ω（希腊字母，读作Omega)，1Ω=1V/A。比较大的单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）。它们的换算关系是：1TΩ=1000GΩ；1GΩ=1000MΩ；1MΩ=1000KΩ；1KΩ=1000Ω电阻的计算公式有：串联等效电阻：R=R1+R2+．．．+Rn并联等效电阻：1/R=1/R1+1/R2+．．．+1/Rn，两个电阻并联时也表示为R=R1·R2/(R1+R2）电阻的定义式：R=U/I电阻的决定式：R=ρL/S(ρ表示电阻的电阻率，是由其本身性质决定，L表示电阻的长度，S表示电阻的横截面积)本实验中电阻的识别采用色环法。现介绍用色环法识别电阻。带有四个色环的其中第一、二

4、环分别代表阻值的前两位数；第三环代表倍率；第四环代表误差。快速识别的关键在于根据第三环的颜色把阻值确定在某一数量级范围内，例如是几点几K、还是几十几K的，再将前两环读出的数”代”进去，这样就可很快读出数来。[2]（1）熟记第一、二环每种颜色所代表的数。可这样记忆：棕1，红2，橙3，黄4，绿5，蓝6，紫7，灰8，白9，黑0。这样连起来读，多复诵几遍便可记住。　　记准记牢第三环颜色所代表的阻值范围，这一点是快识的关键。具体是：　　金色：乘以10的负一次方黑色：乘以10的零次方棕色：乘以10的一次方红色：乘以10的二次方橙色：乘以10的三次方黄色：乘以10的四次方绿色：乘以10的五次方蓝色：乘以

5、10的六次方紫色：乘以10的七次方灰色：乘以10的八次方白色：乘以10的九次方从数量级来看，整体上可把它们划分为三个大的等级，即：金、黑、棕色是欧姆级的；红橙、黄色是千欧级的；绿、蓝色则是兆欧级的。这样划分一下是为了便于记忆。　（3）当第二环是黑色时，第三环颜色所代表的则是整数，即几，几十，几百kΩ等，这是读数时的特殊情况，要注意。例如第三环是红色，则其阻值即是整几kΩ的。　（4）记住第四环颜色所代表的误差，即：金色为5%；银色为10%；无色为20%。b.光敏电阻光敏电阻又称光导管，常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下，其阻

6、值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4~0.76）μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳

7、里就构成光敏电阻，为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将复合，光敏电阻的阻值也就恢复原值。在光敏电阻两端的金属电极加上电压，其中便有电流通过，受到一定波长的光线照射时，电流就会随