Лабораторная работа "Фоторезистор. Простейшее фотореле"
Теоретический материал. Сопротивление полупроводников понижается не только при нагревании, но и при освещении. В этом можно убедиться, если к фоторезистору подключить омметр мультиметра (рис. 85). При освещении фоторезистора показания омметра заметно уменьшаются. Это указывает на увеличение проводимости (уменьшение сопротивления) полупроводников под действием света. Данный эффект не связан с нагреванием, так как он наблюдается и при неизменной температуре.
Рис. 85
Электрическая проводимость фоторезистора возрастает вследствие разрыва связей и образования свободных электронов и дырок за счет энергии света, падающего на полупроводник. Это явление называется фотоэлектрическим эффектом. Приборы, в которых используют фотоэлектрический эффект в полупроводниках, называют фоторезисторами или фотосопротивлениями. Миниатюрность и высокая чувствительность фоторезисторов позволяют использовать их в самых различных областях науки и техники, например для регистрации и измерения слабых световых потоков. Фоторезисторы являются датчиками в фотореле и различных устройствах автоматики. Если составить последовательную цепь из фоторезистора и чувствительного электромагнитного реле (рис. 86), то получают простейшее фотореле. Фоторезистор и электромагнитное реле образуют делитель напряжения. При освещении фоторезистора его сопротивление резко уменьшается, а сопротивление реле остается неизменным. Это значит, что в соответствии с законом Ома сила тока в цепи возрастает и происходит перераспределение напряжения: оно увеличивается на реле и уменьшается на фоторезисторе. Увеличение напряжения на реле ведет к увеличению силы тока до значения тока срабатывания. Реле срабатывает и замыкает контакты исполнительной цепи.
Рис. 86
Цель работы: определить зависимость сопротивления фоторезистора от степени его освещенности, собрать и привести в действие простейшее фотореле. Приборы и материалы: адаптер, мультиметр M890G, фоторезистор, реле поляризованное РП-5, лампа накаливания МН-3,5 В — 0,3 А, провода соединительные. Указания к работе: 1. Выберите самый высокий предел измерения омметра мультиметра, присоедините его к зажимам фоторезистора (см. рис. 85) и измерьте его сопротивление при полном затемнении, при рассеянном обычном свете, при освещении лампочкой накаливания, присоединенной к адаптеру.
3. Соберите электрическую цепь простейшего фотореле по схеме на рисунке 86. Осветите фоторезистор и проследите за переключением контактов реле. Пучок света, падающий на фоторезистор, перекройте несколько раз рукой и каждый раз проследите за работой контактной системы реле. 4. К контактной системе реле подключите вторичную цепь (см. рис. 86) и проведите опыты по ее управлению при бесконтактных манипуляциях в первичной цепи. 5. Проводимые процедуры и результаты опытов соотнесите с теоретическими положениями.
