Электроника для детей. Собираем простые схемы, экспериментируем с электричеством

150
ЧАСТЬ II. Создание схем перемещаться внутри материала, уменьшая его сопротивление. Чем больше света падает на фоторезистор, тем меньше его сопротивление.
Cr
edit
: W
ikimedia Commons
условное обозначение фоторезистора
ДЕЛЕНИЕ
НАПРЯЖЕНИЯ
С
ПОМОЩЬЮ
РЕЗИСТОРОВ
Если сопротивление фоторезистора или потенциометра в цепи меняется, то, согласно закону Ома, должны меняться сила тока через него и/или напряжение на нем (см. «Закон Ома» на с. 87). Если вы сделаете перемен- ный резистор частью цепи, называемой
делителем напряжения
, то сможете получать на ее выходе напряжение, меняющееся с изменением сопротивле- ния. А это меняющееся напряжение можно использовать для управления другими компонентами вашей схемы. Умение найти делитель напряжения на принципиальной схеме поможет вам понять работу и других схем.
Делитель напряжения
Если последовательно соединить два резистора с одинаковыми значе- ниями сопротивления, а концы этой цепочки присоединить к выводам батарейки, то напряжение в точке соединения резисторов будет равно половине напряжения батарейки (4,5 В в случае батарейки 9 В). Такая цепочка называется
делителем напряжения
4.5
−+
9V
мультиметр резистор резистор
9 В
0 В
фоторезистор

Управление вещами с помощью электричества
151
Используя резисторы с неодинаковыми значениями сопротивле- ния, можно получить на выходе любое напряжение в пределах от нуля до полного напряжения батарейки. Нужно только провести некоторые расчеты.
Расчет выходного напряжения делителя
Представьте, что у вас есть показанная ниже схема. Каким будет ее выходное напряжение
U
вых
?
резистор R1 330 Ом входное напряжение
Uвх = 9 В
+
резистор R2 1 кОм выходное напряжение
U
вых
= ?
Чтобы определить
U
вых
, введите значения параметров компонентов вашей схемы в следующую формулу:
U
вых
=
U
вх
×
R
2
R
1 +
R
2
U
вых
= 9 В ×
U
вых
= 9 В × 0,752
U
вых
= 6,77 В
1000 Ом
330 Ом + 1000 Ом
Итак, получаем, что выходное напряжение равно 6,77 В, или при- мерно
2
/
3
входного напряжения от батарейки.
Как делитель напряжения помогает измерять свет
В начале этого раздела я упоминал, что делитель напряжения может помочь вам измерять освещенность. Но как это сделать? Просто замените один из постоянных резисторов в цепи делителя напряжения фоторези- стором. При этом выходное напряжение делителя будет зависеть от силы

152
ЧАСТЬ II. Создание схем света. А подбором подходящего значения сопротивления второго, посто- янного резистора вы можете добиться того, чтобы цепь выдавала задан- ное выходное напряжение при определенной силе света. Подключив эту схему к транзистору, управляющему зуммером, вы получите будильник, который станет будить вас с восходом солнца.
ПРОЕКТ
№ 15.
СОЛНЕЧНЫЙ
БУДИЛЬНИК
Пришла пора использовать все знания, полученные вами в этой главе, чтобы создать интересное устройство — солнечный будильник.
Эта схема будет включать зуммер, когда на него упадет свет. Ложась спать, поставьте этот будильник на свое окно (между занавесками и сте- клом). Когда солнце взойдет и на будильник упадет свет, он зазвонит, и вам, хочешь не хочешь, придется встать, чтобы выключить его.
Б
К
Э
+
батарейка
9 В
+
фоторезистор потенциометр зуммер транзистор
ДЕЛИТЕЛЬ
НАПРЯЖЕНИЯ

Управление вещами с помощью электричества
153
Для этого проекта понадобятся транзистор, фоторезистор, потенцио- метр и зуммер. Фоторезистор и потенциометр образуют делитель напря- жения, выходное напряжение которого будет подаваться на базу тран- зистора. В результате этого состояние транзистора (закрыт или открыт) начнет определяться количеством падающего на него света. Когда тран- зистор будет открыт, через него пойдет ток к зуммеру и он станет изда- вать звук. Потенциометр здесь нужен, чтобы задать уровень силы света, требуемого для включения зуммера.
Список необходимых материалов
•

Скачать 15,21 Mb.

Поделитесь с Вашими друзьями: