材料物理8组 实验报告
1. 光控自动灯
【实验目的】
一、了解熟悉光敏电阻的利用
二、了解晶体三极管NPN,PNP的利用区别 4、熟悉元件的电路符号 五、了解熟悉电路的原理图
【实验仪器】
光敏电阻,PNP三极管,LED小灯,电池,导线,电路板等。
组员:邹萌雨 孙一萌 骆兴东 侯全刚 李树杰
图一 光敏电阻零部件
【实验原理】
光敏电阻是利用光电导效应的一种特殊的电阻,简称光电阻,又名光导管。它的电阻和光线的强弱有直接关系。光强度增加,那么电阻减小;光强度减小,那么电阻增大。
当有光线照射时,电阻内本来处于稳固状态的电子受到激发,成为自由电子。因此光线越强,产生的自由电子也就越多,电阻就会越小。
暗电阻:当电阻在完全没有光线照射的状态下(室温),称这时的电阻值为暗电阻,与暗电阻相对应的电流为暗电流。
亮电阻:当电阻在充沛光线照射的状态下(室温),称这时的电阻值为亮电阻,与亮电阻相对应的电流为亮电流。
图二:电路图
当有光线照射到光敏电阻上时,光敏电阻阻值减小,电路中电流增加,当PNP三极管的b点电压高于必然值时三极管截止,LED灭,当无光照射到光敏电阻时,光敏电阻阻值增大,电路中电流减小当b点电压小于某一特定值时三极管导通LED灯亮,实现无光自动亮。
同理,将图二中三极管换成NPN型三极管能够实现有光自动亮。 【实验内容】
一.连接电子元件,当无光照射到光敏电阻上时,LED灯自动亮
二.将图中的三极管换成NPN的三极管,实现有光自动亮,电位器的作用是调剂LED灯亮灭的工作点,使其适用于不同的光线环境。 【总结】
实验进程比较简单,在组装进程中需要细心操作,而且需要对光敏电阻和PNP三极管的特性进行了解。因为这是做的第一个实验因此在实验进程和视频拍照上都花了很多时刻,希望以后的实验能够加倍顺利。
2. 高音警报喇叭
【实验目的】
验证压电陶瓷原理 【实验原理】
压电陶瓷是一类具有压电特性的电子陶瓷材料。与典型的不包括铁电成份的压电石英晶体的要紧区别是: 组成其要紧成份的晶相都是具有铁电性的晶粒。由于陶瓷是晶粒随机取向的多晶聚集体,因此其中各个铁电晶粒的自发极化矢量也是混乱取向的. 为了使陶瓷能表现出宏观的压电特性,就必需在压电陶瓷烧成并于端面被复电极以后,将其置于强直流电场下进行极化处置,以使原先混乱取向的各自发极化矢量沿电场方向择优取向。通过极化处置后的压电陶瓷,在电场取消以后,会保留必然的宏观剩余极化强度,从而使陶瓷具有了必然的压电性质。
压电陶瓷片是一种电子发音元件,在两片铜制圆形电极中间放入压电陶瓷介质材料,当
在两片电极上面接通交流音频信号时,压电片会依照信号的大小频率发生震动而产生相应的声音来。以压电陶瓷片为发音元件制造的喇叭,结构简单、价钱廉价;缺点是功率小、声音频率要紧集中在中高频。 压电特性的物理机制
通过极化了的压电陶瓷片的两头会显现束缚电荷, 因此在电极表面上吸附了一层来自外界的自由电荷。当给陶瓷片施加一外界压力F时,片的两头会显现放电现象。相反加以拉力会显现充电现象。这种机械效应转变成电效应的现象属于正压电效应。
另外, 压电陶瓷具有自发极化的性质, 而自发极化能够在外电场的作用下发生转变。因此当给具有压电性的电介质加上外电场时会发生如下图的转变, 压电陶瓷会有变形。但是, 压电陶瓷之因此会有变形, 是因为当加上与自发极化相同的外电场时, 相当于增强了极化强度。极化强度的增大使压电陶瓷片沿极化方向伸长。相反, 若是加反向电场,那么陶瓷片沿极化方向缩短。这种由于电效应转变成机械效应的现象是逆压电效应。
蜂鸣器确实是电流通过压电陶瓷的逆压电效应产生振动,而发出人耳能够听取得的声音。压电陶瓷通过电子线路的操纵,可产生不同频率的振动,从而发出各类不同的声音。例如电辅音乐贺卡,确实是通过逆压电效应把交流音频电信号转换为声音信号。 【实验仪器】
压电蜂鸣器,变压器,导线,电池,三极管,放大器,光敏二极管,电路板。
图二 高音警报喇叭
【实验内容】
将其通电,对压电陶瓷片施加一个外力从而发出警报。 【总结】
实验之前预先了解好压电效应的原理,制作的内容尽管简易,其原理已被普遍应用于医学成像、声传感器、声换能器、超声马达等,以后有机遇能够更深切的了解探讨或发明关于以压电效应为基础的各类类型的机械设备。