Puntos de conocimiento del capítulo 1 del curso obligatorio 2 de Física de secundaria
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Curso obligatorio dos para física de secundaria Capítulo 1 Puntos de conocimiento
1. Sensores y sus principios de funcionamiento
1. Hay algunos componentes que pueden detectar elementos no eléctricos cantidades como fuerza, temperatura, luz, sonido, composición química, etc., y podemos convertirlas en cantidades eléctricas como voltaje y corriente de acuerdo con ciertas reglas, o en el encendido y apagado del circuito. A este tipo de elemento lo llamamos. un sensor su ventaja es: después de convertir cantidades no eléctricas en cantidades eléctricas, se puede medir, transmitir, procesar y controlar fácilmente
2. La razón por la cual la resistencia del fotorresistor cambia bajo la irradiación de luz. : Algunas sustancias, como el sulfuro de cadmio, son un material semiconductor. Cuando no hay luz, hay muy pocos portadores y la conductividad es pobre a medida que aumenta la iluminación, los portadores aumentan y la conductividad mejora cuanto más fuerte es la iluminación. , menor es la resistencia del fotorresistor.
3. Conductor metálico La resistencia del termistor aumenta con el aumento de la temperatura, y la resistencia del termistor disminuye con el aumento de la temperatura, y la resistencia cambia mucho. obviamente con la temperatura.
Tanto las resistencias térmicas metálicas como los termistores pueden convertir la cantidad térmica de temperatura en la cantidad eléctrica de resistencia. La resistencia térmica metálica tiene buena estabilidad química y un amplio rango de medición de temperatura. la sensibilidad es pobre
2. Aplicación del sensor (1)
1. Fotorresistor
2. Termistor y resistencia térmica metálica
3. Sensor de desplazamiento capacitivo
4. Sensor de fuerza—— ——Un componente que convierte una señal de fuerza en una señal de corriente
5. Elemento Hall
El campo magnético externo hace que los portadores en movimiento estén sujetos a la fuerza de Lorentz y se agrupen en un lado. de la placa conductora. Un exceso de carga de otro tipo aparecerá en el otro lado de la placa conductora, formando así un campo eléctrico transversal. El campo eléctrico transversal ejerce una fuerza electrostática sobre los electrones en dirección opuesta a la fuerza de Lorentz. Cuando la fuerza electrostática y la fuerza de Lorentz alcanzan un equilibrio, se formará un voltaje estable en los lados izquierdo y derecho de la placa conductora, lo que se denomina diferencia de potencial Hall o voltaje Hall.
3. Sensor. aplicación (2)
1. Modo general de aplicación del sensor
2. Aplicación del sensor:
Aplicaciones del sensor de fuerza - básculas electrónicas
Aplicaciones de sensores acústicos - micrófonos
Aplicaciones de sensores de temperatura - planchas eléctricas, ollas arroceras, termómetros
Aplicaciones de sensores de luz - ratones, alarmas contra incendios
IV. Ejemplos de aplicación de sensores:
1. Interruptor de control de luz
2. Alarma de temperatura
5. Definición de sensor
El estándar nacional GB7665-87 define un sensor como: "Puede detectar la parte medida especificada y convertirla en un producto utilizable de acuerdo con ciertas reglas (reglas de función matemática). Un dispositivo o dispositivo de señal generalmente consta de un elemento sensible y un elemento de conversión".
La Alianza Escuela-Empresa de Internet de las Cosas de China cree que la existencia y el desarrollo de sensores dan a los objetos sentidos como el tacto, el gusto y el olfato, haciendo que los objetos cobren vida lentamente. "
"Sensor" se define en el New Webster Dictionary como: "un dispositivo que recibe energía de un sistema y generalmente envía energía a un segundo sistema en otra forma".
6 Funciones principales
Para obtener información del mundo exterior, las personas deben confiar en sus órganos sensoriales.
Las personas dependen únicamente de sus propios órganos sensoriales para estudiar los fenómenos y las leyes naturales. Y sus funciones en las actividades de producción están lejos de ser suficientes para adaptarse a esta situación, se necesitan sensores.
Por tanto, se puede decir que los sensores son una extensión de los rasgos faciales humanos, también conocidos como rasgos faciales eléctricos.
Con la llegada de la nueva revolución tecnológica, el mundo ha comenzado a entrar en la era de la información. En el proceso de uso de la información lo primero a resolver es obtener información precisa y confiable, y los sensores son la principal vía y medio para obtener información en el ámbito natural y productivo.
En la producción industrial moderna, especialmente en los procesos de producción automatizados, se utilizan varios sensores para monitorear y controlar varios parámetros en el proceso de producción, de modo que el equipo pueda funcionar en un estado o estado normal, y el producto pueda alcanzar la más alta calidad. Por lo tanto, se puede decir que sin muchos sensores excelentes, la producción moderna perderá su base.
En la investigación de temas básicos, los sensores tienen una posición más destacada. El desarrollo de la ciencia y la tecnología modernas ha entrado en muchos campos nuevos: por ejemplo, a nivel macro, necesitamos observar el vasto universo que tiene miles de años luz, a nivel micro, necesitamos observar el mundo de las partículas como Pequeño como fm, y en el nivel vertical, necesitamos observar la evolución de los cuerpos celestes que duran cientos de miles de años, una reacción instantánea de tan solo segundos. Además, se han realizado varias investigaciones tecnológicas extremas que desempeñan un papel importante en la profundización de la comprensión de la materia y el desarrollo de nuevas energías y nuevos materiales, como temperaturas ultraaltas, temperaturas ultrabajas, presiones ultraaltas y vacíos ultraaltos. , campo magnético ultrafuerte, campo magnético ultradébil, etc. Obviamente, es imposible obtener una gran cantidad de información que los órganos sensoriales humanos no pueden obtener directamente sin los sensores adecuados. El primer obstáculo para muchas investigaciones científicas básicas radica en la dificultad para obtener información sobre los objetos, y la aparición de nuevos mecanismos y sensores de detección altamente sensibles a menudo conduce a avances en este campo. El desarrollo de algunos sensores suele ser pionero en el desarrollo de algunos temas periféricos.
Los sensores ya han penetrado en una amplia gama de campos como la producción industrial, el desarrollo espacial, la exploración oceánica, la protección ambiental, los estudios de recursos, el diagnóstico médico, la bioingeniería e incluso la protección de reliquias culturales. No es exagerado decir que desde el vasto espacio hasta el vasto océano y varios sistemas de ingeniería complejos, casi todos los proyectos modernos son inseparables de varios sensores.
Se puede observar que el importante papel de la tecnología de sensores en el desarrollo de la economía y la promoción del progreso social es muy obvio. Países de todo el mundo conceden gran importancia al desarrollo de este campo. Creo que en un futuro próximo la tecnología de sensores dará un salto adelante y alcanzará un nuevo nivel acorde con su importante estatus.
Puntos de conocimiento del Capítulo 1 del Curso Obligatorio 2 de Física de Bachillerato
1. [Fórmula para calcular la magnitud de la fuerza electromotriz inducida]
1) E=nΔΦ/Δt (Fórmula universal) {Ley de inducción electromagnética de Faraday, E: fuerza electromotriz inducida (V), n: número de vueltas de la bobina de inducción, ΔΦ/Δt: tasa de cambio del flujo magnético}
2) E=BLV vertical (movimiento de la línea del campo magnético de corte){L: Longitud efectiva (m)}
3)Em=nBSω (Fuerza electromotriz inducida del alternador) {Em: Valor pico de fuerza electromotriz inducida}
4)E=BL2ω /2 (un extremo del conductor está fijo y gira con ω){ω: velocidad angular (rad/s), V: velocidad (m/s) }
2. Flujo magnético Φ=BS{Φ: Flujo magnético (Wb), B: Intensidad de inducción magnética del campo magnético uniforme (T), S: Área de revestimiento (m2)}
3. Los polos positivo y negativo de la fuerza electromotriz inducida se pueden determinar mediante la dirección de la corriente inducida {la dirección de la corriente dentro de la fuente de alimentación: fluye desde el electrodo negativo al electrodo positivo}
4. Fuerza electromotriz de autoinductancia E=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L: Coeficiente de autoinductancia (H) (la bobina L con núcleo de hierro es más grande que sin núcleo de hierro), ΔI: corriente cambiante, ?t: tiempo necesario, ΔI/Δt: tasa de cambio de corriente de autoinductancia (velocidad de cambio)｝
Nota:
(1) Dirección de la corriente inducida Puede determinarse mediante la ley de Lenz o la regla de la mano derecha. Puntos clave en la aplicación de la ley de Lenz [ver Volumen 2 P173];
(2) La corriente autoinducida siempre obstaculiza el cambio de corriente que causa la fuerza electromotriz autoinducida ( 3) ) Conversión de unidades: 1H=103mH=106μH
(4) Otro contenido relacionado: autoinductancia [ver Volumen 2 P178]/lámpara fluorescente [ver Volumen 2 P180].
Puntos de conocimiento del Capítulo 1 del Curso Obligatorio 2 de Física para estudiantes de Bachillerato
(1) Definición y símbolos:
1. Definición: La resistencia representa la resistencia de un conductor al flujo de corriente.
2. Símbolo: R.
(2) Unidad:
1. Unidad internacional: ohmio. Regla: si el voltaje a través de un conductor es 1 V y la corriente a través del conductor es 1 A, la resistencia de esta sección del conductor es 1 Ω.
2. Unidades de uso común: kiloohmio, megaohmio.
3. Conversión: 1MΩ=1000KΩ 1KΩ=1000Ω
4. Entender algunos valores de resistencia: la resistencia de la pequeña bombilla de la linterna y el filamento es de unos pocos ohmios a más de diez ohmios. En el caso de las lámparas incandescentes de uso diario, la resistencia del filamento oscila entre unos pocos cientos de ohmios y varios miles de ohmios. El alambre de cobre utilizado en el laboratorio tiene una resistencia de menos de unos pocos cientos de ohmios. La resistencia interna del amperímetro es de unas pocas décimas de ohmios. La resistencia interna del voltímetro es de unos miles de ohmios.
(3) Factores que influyen:
1. Principio experimental: bajo la condición de voltaje constante, los cambios en la resistencia del conductor se estudian a través de cambios en la corriente. (También puedes utilizar cambios en el brillo de pequeñas bombillas conectadas en serie en el circuito para estudiar los cambios en la resistencia del conductor)
2. Método experimental: Método de variable de control. Por lo tanto, al concluir "la relación entre la resistencia y qué factor", se deben especificar las "mismas condiciones"
3. Conclusión: La resistencia de un conductor es una propiedad del propio conductor, y de su tamaño Está determinada por el material del conductor, la longitud y el área de la sección transversal, también están relacionados con la temperatura.
4. Conclusión de la comprensión:
⑴El tamaño de la resistencia del conductor está determinado por el material, la longitud y el área de la sección transversal del propio conductor. No tiene nada que ver con si está conectado a un circuito, factores externos como el voltaje aplicado y la corriente que pasa, por lo que la resistencia de un conductor es una propiedad del propio conductor.
⑵La conclusión se puede resumir en la fórmula R=ρL/S, donde ρ se llama resistividad, que está relacionada con el material del conductor. Recuerde: ρ plata lt; ρ cobre lt; ρ aluminio, ρ manganeso cobre lt; Si se construye una línea de transmisión, generalmente se eligen conductores de aluminio porque, en las mismas condiciones, el aluminio tiene baja resistencia, lo que reduce la pérdida de energía de la línea de transmisión y los conductores de aluminio son relativamente baratos.
(4) Clasificación
1. Resistencia de valor fijo
2. Resistencia variable (varistor)
⑴Reóstato deslizante:
Estructura: cilindro de porcelana, bobina, control deslizante, varilla de metal, poste terminal
Principio reostático: cambie la resistencia cambiando la longitud del cable de resistencia conectado al circuito.
Cómo utilizar: seleccionar, encadenar, conectar, ajustar
Seleccione el reóstato deslizante apropiado según la placa de identificación; conéctelo en serie en el método de conexión: "uno arriba y; uno abajo"; antes de conectar al circuito se debe ajustar la resistencia a.
Placa de identificación: cierto reóstato deslizante está marcado con "50Ω1.5A". 50Ω significa que la resistencia del reóstato deslizante es 50Ω o el rango de resistencia es 0-50Ω. 1,5 A significa que la corriente que se permite pasar a través del reóstato deslizante es
Función: ① Al cambiar la resistencia en el circuito, cambie gradualmente la corriente en el circuito y el voltaje en ambos extremos de parte del circuito. ② Protege el circuito
Aplicación: Potenciómetro
Ventajas y desventajas: puede cambiar gradualmente la resistencia conectada al circuito, pero no puede indicar la resistencia del circuito conectado
Nota: ①La placa de identificación del reóstato deslizante nos informa sobre el reóstato deslizante. Cuando el chip se coloca en ambos extremos y en el punto medio, el varistor está conectado a la resistencia del circuito. ② Para analizar los problemas del circuito dinámico causados por cambios en la corredera del varistor, la clave es averiguar qué cable de resistencia está conectado al circuito y luego analizar cómo cambia la resistencia del varistor debido al deslizamiento de la corredera.
⑵ Caja de resistencias:
Caja de resistencia de disco giratorio: Estructura: dos terminales, disco giratorio
Principio reostático: Al girar el disco giratorio, puede obtener cualquier resistencia valor entre 0-9999.9Ω
Lectura: El punto de indicación correspondiente a cada dial se multiplica por el múltiplo marcado en el panel, y luego se suma, es la resistencia del circuito conectado
p >Caja de resistencia tipo jack: Estructura: bloque de cobre, enchufe de cobre, cable de resistencia
Lectura: El valor de resistencia del cable de resistencia correspondiente al enchufe de cobre se suma al valor conectado al circuito valor de resistencia.
Ventajas y desventajas: puede expresar la resistencia del circuito conectado, pero no puede cambiar gradualmente la resistencia del circuito conectado.
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