CN212906728U - 一种探究光敏电阻光照特性的物理实验装置 - Google Patents
一种探究光敏电阻光照特性的物理实验装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种探究光敏电阻光照特性的物理实验装置，包括电路板与智能手机，电路板上有Arduino UNO板、显示屏、光敏电阻、电阻。电路板光敏电阻与电阻串联，电路板电阻与光敏电阻之间接UNO板的A0端口，电路板显示屏由Arduino控制。智能手机有Phyphox软件、光照强度探测点，智能手机的探测点与光敏电阻放置于同一高度。本实用新型利用Arduino板与智能手机对光敏电阻光照特性进行探究。整个实验教学装置价格低廉、功能实用，原理简单易懂、易于操作。节约了实验仪器成本，弥补了传统实验的部分不足，打破了传统实验教学方式。新型实验装置将整个实验过程呈现到学生眼前，突破传统实验中定性探究的限制，过渡到定量研究，对学生的创新思维有积极的促进作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及物理实验装置，具体涉及一种用于光敏电阻光照特性定量探究的物理实验教学装置。
背景技术
高中物理教科书中加入了传感器的原理及应用内容，光敏电阻传感器在自动化测量中有重要意义，是需要学生学习的重要内容。在实际教学中，由于实验仪器成本与技术等因素，教师无法引导学生对光敏电阻光照特性实验进行定量探究，学生不能直观地感受到光照强度与光敏电阻阻值之间的定量关系，导致学生在学完光敏电阻知识后难以理解光敏电阻的开关作用。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种用于光敏电阻光照特性定量探究的物理实验教学装置，以解决上述背景技术中产生的问题。
为实现上述目的，本实用新型使用以下技术方案：
一种探究光敏电阻光照特性的物理实验装置，包括电路板与智能手机，电路板上有Arduino UNO板、显示屏、光敏电阻、电阻和电源接口；光敏电阻的一端与电阻一端串联，电阻另一端接正极，光敏电阻另一端接负极，电路板电阻与光敏电阻之间接UNO板的A0端口，电路板显示屏由Arduino控制，以测量光敏电阻阻值并在显示屏上显示；智能手机有Phyphox软件和光照强度探测点，并贴近光敏电阻以测量具体光照强度的值。
进一步的，所述智能手机的探测点与所述光敏电阻放置于同一高度。
进一步的，所述光敏电阻的一端接GND，另一端接Arduino A0引脚。
进一步的，所述电路板电源的电压为5V。
与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果：
本实用新型利用Arduino板与智能手机对光敏电阻光照特性进行探究。整个实验教学装置价格低廉、功能实用。节约了实验仪器成本，弥补了传统实验的部分不足，打破了传统实验教学方式。新型实验装置将整个实验过程呈现到学生眼前，突破传统实验中定性探究的限制，过渡到定量研究，促进了学生的思维进阶。另外，对于不是电子信息专业的一线教师来说，该实验装置原理简单易懂、易于操作，能更好的被其应用到教学，提高教学效果，提升自身教学技能。并对学生的创新思维有积极的促进作用。
附图说明
图1本实用新型实施例中的探究光敏电阻光照特性的物理实验装置的整体结构示意图；
图2测压原理图；
图3光照特性曲线；
图1中：1、Arduino UNO板；2、5V引脚；3、GND引脚；4、显示屏；5、A0引脚；6、导线；7、面包板；8、固定电阻R；9、光敏电阻RL；10、智能手机光照强度探测口；11、智能手机。
具体实施方式
实施例
本实用新型通过智能手机Phyphox软件测出光照强度，利用Arduino开发板测出光敏电阻的阻值，将二者组装便可以制成整个实验装置。下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚完整的描述。
如图1所示，一种探究光敏电阻光照特性的物理实验装置，测光敏电阻阻值的硬件部分是由Arduino UNO板1、光敏电阻9、固定电阻8、面包板7和导线6搭建而成，电路原理如附图1所示。将光敏电阻9与电阻8串联插在面包板7上，电阻另一端接正极2，光敏电阻另一端接负极3，在电阻与光敏电阻之间接UNO板的A0端口5。所述智能手机有Phyphox软件，所述智能手机有光照强度探测点，所述智能手机的探测点与光敏电阻放置于同一高度，并无限接近于光敏电阻。优选的，所述实验教学装置测量具体光照强度下的光敏电阻阻值，所述实验装置用于光敏电阻光照特性的定量研究。优选的，所述电路板光敏电阻一端接GND，一端接Arduino A0引脚，所述电路板测量光敏电阻两端电压，所述电路板测量电阻两端电压，所述电路板测电路电流，所述电路板测量光敏电阻阻值，所述电路板显示屏显示光敏电阻阻值。
如图2所示，电路中总电压E为5V,在负极和模拟口A0之间所输出的电压Uout为光敏电阻两端的电压，那么总电压减去Uout就是电阻R两端的电压。电阻R的阻值已知，从而得到该串联电路的电流，最后根据电流算出光敏电阻的阻值RL。其中，2、3、5都为Arduino UNO板1的引脚，在整个装置中的接线都用导线6连接。
测量光敏电阻阻值装置可以连接电脑，使用计算机供电，也可以将程序烧录到Arduino内，使用充电宝等移动电源供电，携带方便，灵活便携。
利用Phyphox软件测光照强度，将智能手机11放置于光敏电阻同一高度的水平面，将光照强度探测点10无限接近于光敏电阻9。使探测点与光敏电阻表面受到同样的光照强度。另外，要将智能手机11的屏幕亮度调到最低，避免手机屏幕的亮度照到光敏电阻所在的范围，影响实验结果。在选择实验环境时，尽量选择光线较暗、无强光等较为稳定的环境。
用Arduino板控制显示屏4，将测得的光敏电阻阻值发送到显示屏4。在显示屏4上显示数值，方便学生观察。不断改变光照强度，记录相应光照强度下的光敏电阻阻值，利用Origin绘图软件绘制光照特性曲线，如图3所示，在曲线中用误差棒表示出在某一光照强度下光敏电阻阻值的误差范围。
Claims (4)
1.一种探究光敏电阻光照特性的物理实验装置，包括电路板与智能手机，其特征在于，电路板上有Arduino UNO板、显示屏、光敏电阻、电阻和电源接口；光敏电阻的一端与电阻一端串联，电阻另一端接正极，光敏电阻另一端接负极，电路板电阻与光敏电阻之间接Arduino UNO板的A0端口，电路板显示屏由Arduino控制，以测量光敏电阻阻值并在显示屏上显示；智能手机有Phyphox软件和光照强度探测点，并贴近光敏电阻以测量具体光照强度的值。
2.根据权利要求1所述的一种探究光敏电阻光照特性的物理实验装置，其特征在于，所述智能手机的探测点与所述光敏电阻放置于同一高度。
3.根据权利要求1所述的一种探究光敏电阻光照特性的物理实验装置，其特征在于，所述光敏电阻的一端接GND，另一端接Arduino A0引脚。
4.根据权利要求1所述的一种探究光敏电阻光照特性的物理实验装置，其特征在于，所述电路板电源的电压为5V。
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