«Вступ до спеціальності» Лабораторно-практична робота №10

Лабораторно-практична робота №10

Тема: Ознайомлення з роботою фотореле

Мета: - Ознайомитися з роботою фотореле.

• 
  Дослідити роботу фоторезистора та фотодіода.
  

Теоретичні відомості

Явище фотоелектричного ефекту знайшло широке застосування в науці й техніці для безпосереднього перетворення енергії світла в енергію електричного струму, для перетворення світлових сигналів в електричні.

Прилади, дія яких  ґрунтується на явищі фотоефекту, називаються фотоелементами.

Фотоелементи широко застосовуються для автоматизації виробничих процесів. У поєднанні з електронними підсилювачами фотоелементи входять до складу фотореле — приладів автоматичного управління різними установками, які використовують безінерційність фотоефекту, тобто здатність фотоелемента практично миттєво реагувати на світловий вплив чи на його зміну. Складається фотореле  з фотоелемента Ф, підсилювача фотоструму Π і електромагнітного реле ЕР. Якщо на фотоелемент падає світло, в котушці Κ реле виникає струм. Котушка намагнічується і, розтягуючи пружину Пр, притягує якір Я, який замикає контакт В виконавчого кола зі струмом великої потужності.

У разі потреби фотореле можна ввімкнути і так, щоб у разі освітлення фотоелемента виконавче коло розмикалося.

Застосування фотореле надзвичайно різноманітні. Воно вмикає і вимикає в потрібний час освітлення вулиць, світло маяків і бакенів, сортує різні деталі за кольором і формою, запускає і зупиняє електродвигуни та верстати і т. д.

Фотореле є важливою частиною пристроїв техніки безпеки. Фотоелемент пильно слідкує за роботою машин і майже вмить зупиняє потужний прес або верстат, якщо рука людини раптом опиниться в небезпечній зоні.

  Зовнішній фотоефект (який зазвичай називають просто фотоефектом), під час якого електрони вириваються з поверхні речовини (наприклад фотоелементи).

Також широко використовується в техніці так званий внутрішній фотоефект, що спостерігається в напівпровідниках і діелектриках. Він полягає в тому, що під час опромінення напівпровідника чи діелектрика в них збільшується концентрація вільних носіїв зарядів і, отже, підвищується провідність. Це явище внутрішнього фотоефекту використовується в фоторезисторах (фотоопорах), опір яких залежить від освітленості. Фоторезистори також застосовуються для автоматичного управління електричними колами за допомогою світлових сигналів. На відміну від фотоелементів, фоторезистори можна використовувати в колах змінного струму, оскільки їх опір не залежить від напряму струму.

Порядок виконання роботи

1. 
   1.1 Ознайомлення з будовою, схемою (рис.1 – лаб. стенді №14) та обладнанням лабораторного стенда №14(ауд.№30). Записати тип і марку приладів.
   
   2. 
      Встановити на стенді лампи розжарення HL1, HL2 та ввімкнути автоматичний вимикач QF1.
      
   3. 
      Зменшуючи потік світла, який потрапляє на фоторезистор ФР-2-У3, добитися спрацювання фотореле та засвічування лампочок.
      
   4. 
      Зробити висновок про роботу даного реле та його можливе застосування.
      

2. 
   2.1 Ознайомитися з будовою лабораторного пристрою «Фотоелементи».
   
   2. 
      На його основі (з допомогою викладача) зібрати схему рис.2 - «Дослідження фоторезистора» (рис.3 – «Дослідження фотодіода») на лабораторному пристрої К4826.
      
   3. 
      Живлення на лампи подати з виводів генератора

Підключити виводи Х2 фоторезистора (фотодіода Х4) до блока живлення RXN-305D .

Побудувати вольт-амперну характеристику для фоторезистора (фотодіода):

І_ф = f (U_ф)

2.7 Зробити висновок про виконану роботу.

Таблиця 1

Напруга на фоторезисторі U, В (з БЖ)	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6
Струм фото резистора І, µА (РА1)

Таблиця 2

Напруга на фотодіоді U, В (з БЖ)	0,2	0,3	0,5	1,0	2,0	4,0	6,0	8,0	10,0
Струм фотодіода І, мА (РА1)

Продовження табл.2

Напруга на фотодіоді U, В (з БЖ)	12,0	14,0	16,0	18,0	20,0	22,0	24,0	26,0	28,0
Струм фотодіода І, мА (РА1)

Контрольні питання

1. 
   Для чого призначені фотореле?
   
2. 
   З яких елементів складається фотореле?
   
3. 
   Де застосовують фотореле?
   
4. 
   В чому полягає явище внутрішнього фотоефекту?
   
5. 
   В чому полягає явище зовнішнього фотоефекту?
   
6. 
   Який фотоефект використовується у фоторезисторах?
   

Схеми до лабораторної роботи:

Рисунок 2 – схема дослідження фоторезистора



Рисунок 3 – схема дослідження фотодіода



скачати