光控开关上用赫尔穆特.斯密特特触发器的工作原理求解释

施密特触发器电路及工作原理详解_百度文库
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施密特触发器电路及工作原理详解
施​密​特​触​发​器
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课前自主导学当堂双基达标课堂互动探究3实验:传感器的应用一、实验原理1.光控开关(1)电路如图6-3-1所示(2)斯密特触发器的工作原理:斯密特触发器是一个性能特殊的非门电路,当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6V)时,输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25V),而当输入端A的电压下降到另一个值(0.8V)的时候,Y会从低电平跳到高电平(3.4V).(3)光控开关的原理:白天,光照强度较大,光敏电阻RG阻值较小,加在斯密特触发器输入端A的电压较低,则输出端Y输出高电平,发光二极管LED不导通;当天暗到一定程度时,RG阻值增大到一定值,斯密特触发器的输入端A的电压上升到1.6V,输出端Y突然从高电平跳到低电平,则发光二极管LED导通发光(相当于路灯),这样就达到了使路灯天明时自动熄灭,天暗时自动开启的目的.2.温度报警器(1)电路如图6-3-2所示.(2)工作原理:常温下,调节R1的阻值使斯密特触发器输入端A处于低电平,则输出端Y处于高电平,无电流通过蜂鸣器,蜂鸣器不发声;当温度升高时,热敏电阻RT阻值减小,斯密特触发器输入端A的电压升高,当达到某一值(高电平)时,其输出端Y由高电平跳到低电平,蜂鸣器通电,从而发出报警声.R1的阻值不同,则报警温度不同,可以通过调节R1来调节蜂鸣器的灵敏度.二、实验器材1.光控开关实验斯密特触发器、发光二极管、二极管、继电器、灯泡(6V 0.3A)、可变电阻R1(最大阻值51kΩ)、电阻R2(330Ω)、光敏电阻、集成电路实验板、直流电源(5V)、导线若干、黑纸.2.温度报警器实验斯密特触发器、蜂鸣器、热敏电阻、可变电阻R1(最大阻值1kΩ)、集成电路实验板、直流电源(5V)、导线若干、烧杯(盛有热水).一、光控开关实验步骤1.按照电路图将各元件组装到集成电路实验板上.2.检查各元件的连接,确保无误.3.接通电源,调节电阻R1,使发光二极管或灯泡在普通光照条件下不亮.4.用黑纸逐渐遮住光敏电阻,观察发光二极管或灯泡的状态.5.逐渐撤掉黑纸,观察发光二极管或灯泡的状态.二、温度报警器实验步骤1.按照电路图将各元件组装到集成电路实验板上.2.检查各元件的连接,确保无误.3.接通电源,调节电阻R,使蜂鸣器常温下不发声.4.用热水使热敏电阻的温度升高,注意蜂鸣器是否发声.5.将热敏电阻从热水中取出,注意蜂鸣器是否发声.三、注意事项1.安装前,对器材进行测试,确保各元件性能良好后,再进行安装.2.光控开关实验中,二极管连入电路的极性不能反接,否则继电器不能正常工作.3.光控开关实验中要想天更暗时“路灯”才会亮,应该把R1的阻值调大些.4.温度报警器实验中,要使蜂鸣器在更低的温度时报警,应该把R1的阻值调大些. 如图6-3-3所示是用斯密特触发器控制某宿舍楼道内照明灯的示意图,试说明其工作原理.【解析】 天较亮时,光敏电阻RG阻值较小,斯密特触发器输入端A电势较低,则输出端Y输出高电平,线圈中无电流,工作电路不通.天较暗时,光敏电阻RG电阻增大,斯密特触发器输入端A电势升高,当升高到一定值,输出端Y由高电平突然跳到低电平,有电流通过线圈A,电磁继电器工作,接通工作电路,使照明灯自动开启.天明后,RG阻值减小,斯密特触发器输入端A电势逐渐降低,降到一定值,输出端Y突然由低电平跳到高电平,则线圈A不再有电流,电磁继电器自动切断工作电路的电源,照明灯熄灭.【答案】 见解析 现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干,如图6-3-4所示,试设计一个温控电路,要求温度低于某一温度时,电炉丝自动通电供热,超过某一温度又可以自动断电,画出电路图并说明工作过程.【解析】 热敏电阻RT与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路.电路图如图所示当温度低于某一值时,热敏电阻的阻值很大,流过电磁继电器的电流很小,继电器无法吸引衔铁P,K处接通,电炉丝处于加热状态;当温度高于某一值时,热敏电阻的阻值变得很小,通过电磁继电器的电流较大,继电器吸引衔铁P,K处断开,电炉丝停止加热.【答案】 见解析1.(多选)如图6-3-5所示为一个逻辑电平检测电路,A与被测点相接,则( )A.A为低电平,LED发光B.A为高电平,LED发光C.A为低电平,LED不发光D.A为高电平,LED不发光【解析】 A为低电平时,Y为高电平,LED的电压小,不发光;A为高电平时,Y为低电平,LED的电压大,发光,故B、C正确.【答案】 BC2.(多选)如图6-3-6所示的光控电路用发光二极管LED模拟路灯,RG为光敏电阻.A为斯密特触发器输入端,在天黑时路灯(发光二极管)会点亮.下列说法正确的是( )A.天黑时,Y处于高电平B.天黑时,Y处于低电平C.当R1调大时,天更暗时,灯(发光二极管)点亮D.当R1调大时,天较亮时,灯(发光二极管)就能点亮【解析】 天黑时,RG阻值增大到一定值,斯密特触发器输入端A的电压上升到某个值,输出端Y突然由高电平跳到低电平;R1调大时,A端电压降低,只有天更暗时,RG电阻更大时,路灯才点亮,故B、C正确.【答案】 BC3.如图6-3-7所示为一种温度自动报警器的原理图,在水银温度计的顶端封入一段金属丝,以下说法正确的是( )A.温度升高至74℃时,L1亮灯报警B.温度升高至74℃时,L2亮灯报警C.温度升高至78℃时,L1亮灯报警D.温度升高至78℃时,L2亮灯报警【解析】 当温度低于78℃时,线圈中没有电流,此时灯L1亮,但不报警,当温度升高到78℃时,线圈中有电流,磁铁吸引衔铁,灯L2被接通,所以灯L2亮且报警,温度升高至74℃时,线圈中没有电流,只是灯L1亮,不会报警.【答案】 D4.目前有些居民区内楼道灯的控制,使用的是一种延时开关.该延时开关的简化原理图如图6-3-8所示.图中D是红色发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光),R为限流电阻,K为按钮式开关,虚线框内S表示延时开关电路,当K按下接通电路瞬间,延时开关触发,相当于S闭合.这时释放K后,延时开关S约在1分钟后断开,电灯熄灭.根据上述信息和电原理图,我们可推断:按钮开关K按下前,发光二极管是________(填“发光的”或“熄灭的”),按钮开关K按下再释放后,电灯L发光持续时间约________分钟,这一过程中发光二极管是________(指“发光的”或“熄灭的”).限流电阻R的阻值和灯丝电阻RL相比,应满足R________RL的条件.【解析】 开关K按下前,二极管、灯泡、电阻R、电源组成串联电路,所以二极管是发光的.按钮开关K按下再释放后,由于延时开关的作用.所以灯L发光时间为1分钟,此时二极管被短路,所以二极管是熄灭的.【答案】 发光的 1 熄灭的 ?5.如图6-3-9所示是红外线遥控接收器,甲图为外形,乙图为电路,电路中G为红外线接收头OUT,LED为发光二极管,R为电阻,阻值约为510Ω,HTD为压电陶瓷喇叭,当接收头未接收到红外线时,接收器不发声.当用遥控器对准接收头(30m以内)发射红外线时:(1)会产生什么现象?(2)接收头的作用原理是什么?【解析】 (1)陶瓷喇叭发出“嘟嘟”的响声,同时发光二极管被点亮闪烁.(2)接收头G是接收红外线的.当未接收到红外线时,接收头输出端为高电平,喇叭不响,二极管不会发光;当接收头接收到红外线时,接收头输入端为高电平,输出端为低电平,喇叭会响,同时二极管会发光.此实验演示了红外线能够实现远距离遥控.【答案】 见解析6.(2014?大同高二检测)传感器担负着信息的采集任务,在自动控制中发挥着重要作用,传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量).例如,热敏传感器主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻,其阻值随温度变化的图线如图6-3-10甲所示,图6-3-10乙是由热敏电阻Rt作为传感器制作的简单自动报警器的线路图,问:(1)为了使温度过高时报警铃响,c应接在________(选填“a”或“b”)点;(2)若使启动报警的温度提高些,应将滑动变阻器滑片P向________移动(选填“左”或“右”);(3)如果在调试报警器达最低报警温度时,无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作,且电路连接完好,各电路元件都能处于工作状态,则造成工作电路实际不能工作的原因可能是__________________________.【解析】 (1)由图甲可知当温度升高时Rt的阻值减小,通过线圈的电流变大,线圈的磁通量变大,对衔铁的引力变大,可与a点接触,欲使报警器报警,c应接在a点.(2)若使启动报警的温度提高些,可使电路的相对电流减小一些,以使得热敏电阻Rt的阻值减小得更大一些,所以将滑动变阻器滑片P向左移动,增大滑动变阻器接入电路的阻值.(3)在调试报警器达最低报警温度时,无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作,可能是通过线圈的电流太小,线圈的磁通量小,对衔铁的引力较小,也可能是弹簧的弹力较大,线圈的磁力不能将衔铁吸引到和a接触的状态,还可能是乙图电源电压太低或继电器线圈匝数太少或弹簧劲度系数太大.【答案】 (1)a (2)左(3)可能是乙图中的电源电压太低或继电器线圈太少或弹簧劲度系数太大7.如图6-3-11是一个报警器装置的逻辑电路图,RT是一个热敏电阻,低温时电阻值很大,高温时电阻值很小,R是一个阻值较小的分压电阻,A为斯密特触发器输入端.(1)为什么在高温时电铃会响起?(2)为了提高电路的灵敏度,即将报警温度调得低些,那么R的值应该大一些还是小一些?【解析】 (1)热敏电阻的温度上升,RT变小,A的电压低到某一值时,Y会由低电平跳到高电平,加在电铃两端的电压变大,电铃响起.(2)若R的值大,由于它的分压作用,使RT两端的电压不太高,则外界温度不太高时,就能使PX之间电压降到低电压输入,而当A的电压降低到某一值时,Y会由低电平跳到高电平,加在电铃两端的电压变大,电铃响起.【答案】 (1)见解析 (2)R的值应大一些
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旺旺:lisi355斯密特触发器需要电源吗?我看到书上的斯密特触发器在一个没有电源的闭合电路里就能工作,是不是这种触发器要先接在电源上给它供电,然后通过另外两个接头来实现变换电平高低?_百度作业帮
斯密特触发器需要电源吗?我看到书上的斯密特触发器在一个没有电源的闭合电路里就能工作,是不是这种触发器要先接在电源上给它供电,然后通过另外两个接头来实现变换电平高低?
我看到书上的斯密特触发器在一个没有电源的闭合电路里就能工作,是不是这种触发器要先接在电源上给它供电,然后通过另外两个接头来实现变换电平高低?
当然要电源了,没有电流的闭合电路怎样进行比较.
您可能关注的推广斯密特触发器的工作原理是什么?_百度知道
斯密特触发器的工作原理是什么?
密特触发器电路的工作条件有阈值电压VT+和VT-,而必须在输入电平继续下降到低于VT+的另一个阈值VT-时,但当输入电平回到VT+时,电路并不重新翻回,电路翻转,当输入信号超过上限鉴别阈值VT+时,电路才能翻回到原来的初始状态
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到达V+时,而输入电压Vi由高变低,可以看出对于要求一定延迟启动的电路,输出电压发生突变它是一种阈值开关电路,到达V-时,具有突变输入——输出特性的门电路,输出电压发生突变,因而出现输出电压变化滞后的现象。 当输入电压由低向高增加。这种电路被设计成阻止输入电压出现微小变化(低于某一阈值)而引起的输出电压的改变,它是特别适用的
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【编号:3865204】
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年份:2014
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更新: 7:35:00
选修3-2第四章第6节《互感和自感》教案
目标解读 1.通过实验,了解互感和自感现象,以及对它们的利用和防止.
2.能够通过电磁感应的有关规律分析通电、断电时自感现象的成因,以及磁场的能量转化问题.
3.了解自感电动势的计算式E=L•ΔIΔt,知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的单位.
学法指导 互感现象以实验、分析、讲解为主,自感现象以演示、讨论、分析为主,结合多媒体辅助法等教学方法。自感系数、磁场的能量以讲解为主。
重点难点 自感现象、自感系数及对自感有关规律的认识。
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【编号:3863082】
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年份:2014
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更新: 10:49:00
目标解读 1.了解感生电场,知道感生电动势产生的原因.
2.了解电动势的产生条件以及与洛伦兹力的关系.
3.知道感应电动势的两种不同类型.
4.了解电磁感应规律的一般应用,会联系科技实例进行分析.
学法指导 感生电动势和动生电动势产生的机理不同,要注意体会。
重点难点 两种情况下感应电动势产生机理的区别。
教学建议 本节内容需安排2个课时教学。通过本节的学习,了解感生电场,并且知道只要磁场发生变化,在它周围就产生感生电场,与是否存在闭合电路无关对于导体棒切割磁感线产生的感应电动势,其非静电能力与洛伦兹力有关。
实验器材:螺线管、灵敏电流表、导线等
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【编号:3863076】
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年份:2014
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更新: 10:48:00
1.了解感生电场,知道感生电动势产生的原因。
2.了解电动势的产生条件以及与洛伦兹力的关系。
3.知道感应电动势的两种不同类型。
4.了解电磁感应规律的一般应用,会联系科技实例进行分析。
  1.电磁感应现象中的感生电场
感生电场:英国物理学家① 麦克斯韦 认为,磁场② 变化 时会在空间激发一种电场。
(1)感生电动势:由③ 感生电场 产生的感应电动势。
(2)感生电动势中的“非静电力”:④ 感生电场 对自由电荷的作用力。
(3)感生电场的方向:与所产生的⑤ 感应电流 方向相同,可根据楞次定律和右手定则判断。
2.电磁感应现象中的洛伦兹力
(1)动生电动势:由于⑥ 导体棒运动 而产生的感应电动势。
(2)动生电动势中的“非静电力”:自由电荷因随导体棒运动而受到⑦ 洛伦兹力 ,非静电力与⑧ 洛伦兹力 有关。
(3)动生电动势中的功能关系:闭合回路中,导体棒做切割磁感线运动时,克服⑨ 安培力做功 ,其他形式的能转化为电能。
主题1:感生电场与感生电动势
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【编号:3862374】
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年份:2014
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更新: 7:14:00
选修3-2第四章第4节《法拉第电磁感应定律》教案
据报道,1992年7月,美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机进行了一项卫星悬绳发电实验,实验取得部分成功,航天飞机在地球赤道上空离地面约3000km处,由航天飞机发射一颗卫星,携带一根长20km的金属悬绳,使这根悬绳与地磁场垂直,做切割磁感线运动。这样的情况能产生多大的感应电动势呢?感应电动势跟哪些因素有关呢?
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【编号:3862373】
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年份:2014
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更新: 7:03:00
1.理解感应电动势的概念,进一步理解磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量。
2.理解法拉第电磁感应定律的内容及数学表达式,会应用它解答有关问题。
3.知道公式E=Blvsin θ的推导方法,及其与E=n 的区别,会应用其解决有关问题。
1.感应电动势
在电磁感应现象中产生的电动势叫① 感应电动势 ,产生感应电动势的那部分导体相当于闭合电路中的② 电源 。即便电路不闭合,没有感应电流,③ 感应电动势 依然存在。
2.法拉第电磁感应定律
(1)电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的④ 变化率 成正比。数学表达式为E=⑤      (单匝线圈)。
(2)对于匝数为n的线圈,感应电动势的大小E=⑥     。
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【编号:3859010】
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年份:2014
上传:长城
更新: 16:33:00
§4.2楞次定律
目标解读
1.理解楞次定律的内容,能运用楞次定律判断感应电流的方向.
2.理解楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的应用.
3.掌握右手定则,认识右手定则是楞次定律的一种具体表现形式
在电磁感应现象里,既然闭合电路里有感应电流,那么这个电路中也必定有电动势,在电磁感应现象里产生的电动势叫做感应电动势,产生感应电动势的那部分导体就相当于电源.在有些问题中,必须要知道电流的方向,例如给电容器充电必须知道电流方向,讲电解电容器接入电路也必须知道电流的方向。通过上一节的学习,我们已经知道了产生感应电流的条件。但感应电流的方向怎样确定呢?楞次定律会告诉我们答案。
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【编号:3851118】
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年份:2015
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更新: 17:03:00
1.关于电阻和电阻率的说法中,正确的是
A.导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻,因此只有导体中有电流通过时才有电阻
B.由R =U/I可知导体的电阻与导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比
C.某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零,这种现象叫做超导现象。发生超导现象时的温度叫“转变温度”
D.将一根导线等分为二,则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一
2.关于三个公式:①P=UI,②P=I2R,③P=下列叙述正确的是
A.公式①适用于任何电路的电热功率
B.公式②适用于任何电路的电热功率
C.公式①②③适用于任何电路电功率
D.上述说法都不正确
3.在如图甲所示的电路中,电源电动势为3.0V,内阻不计,L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡,这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示,当开关S闭合后
A.通过L1的电流为通过L2的电流2倍
B.L1的电阻为7.5Ω
C.L1消耗的电功率为0.75W
D.L2消耗的电功率为0.375W[来
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【编号:3849190】
资料分类:
年份:2014
上传:fjg360918
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高中物理 人教选3―2 4.7电磁驱动、旋转磁场――flash
电磁驱动应用极广,日长看到的电动机就是应用之一。
本课件通过动画对电动机的旋转磁场做了详尽分析。
(仅供老师参考)
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【编号:3845874】
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年份:2014
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更新: 16:48:00
选修3-1第3章第4节第2课时共10张PPT,可以直接下载使用。
第四节 通电导线在磁场中受到的力
第2课时
一、对安培力大小计算公式的深刻理解
思考1.(2010年高考上海卷)如图所示,长为2l的直导线折成边长相等,夹角为60°的V形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B.当在该导线中通以电流强度为I的电流时,该V形通电导线受到的安培力大小为(  )
A.0   B.0.5BIl
C.BIl
D.2BIl
二、安培力作用下导体运动方向的判断
思考2.如图所示,两个完全相同的线圈套在一水平光滑绝缘圆柱上,但能自由移动,若两线圈内通以大小不等的同向电流,则它们的运动情况是(  )
A.都绕圆柱转动
B.以不等的加速度相向运动
C.以相等的加速度相向运动
D.以相等的加速度背向运动
三、安培力作用下的平衡问题
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【编号:3845901】
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年份:2014
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选修3-1第3章第5节第2课时共12张PPT
第五节 运动电荷在磁场中受到的力
(习题课)
洛伦兹力方向的判定及大小的计算
【规律总结】 (1)用左手定则判断洛伦兹力方向时,要特别注意运动电荷的正负,四指应指向正电荷运动的方向,或指向负电荷运动的反方向.
(2)计算洛伦兹力的大小时,应注意弄清v与磁感应强度B的方向关系.当v⊥B时,洛伦兹力F=qvB;当v∥B时,F=0;当v与B成θ角(0<θ<90°)时,应将v(或B)进行分解取它们垂直的分量计算.
在图所示的各图中,匀强磁场的磁感应强度均为B,带电粒子的速率均为v,带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小,并指出洛伦兹力的方向.
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电话:010-57
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