Tại sao tôi phải sử dụng một điện trở bổ sung với một quang điện trở?

Tôi hoàn toàn mới đối với thiết bị điện tử và tôi tự hỏi tại sao chúng ta cần đặt một điện trở nối tiếp với một quang điện trở để đo sự biến đổi của ánh sáng? Ý tôi là, quang điện trở đã là một điện trở, tại sao chúng ta phải giảm điện áp trong mạch với một điện trở bổ sung? Cảm ơn trước cho câu trả lời của bạn.

EDIT: Đã thêm ví dụ để tính toán điện áp trong bộ chia điện áp

Bởi vì nếu bạn muốn đo điện trở của một cái gì đó, bạn cần phải đặt điện áp cho nó.
Và nếu bạn áp dụng điện áp, bạn cần đo bằng cách nào đó điện áp đó, và bằng cách đơn giản là đo giữa thiết bị đầu cuối của quang điện trở trên và thiết bị đầu cuối trên G N D , bạn nhận được chính xác + $+5\;V\;(V_{cc})$$GND$ , không có điện áp thay đổi, cho dù điện trở của quang điện trở nhỏ hay lớn như thế nào. $+5\;V$

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Bạn đo 5V trong sơ đồ trên.

^{mô phỏng mạch này}

Bây giờ bạn có thể đo điện áp rơi trên điện trở, và từ giá trị đó, bạn có thể đoán được lượng ánh sáng mà quang điện thu được.

Thí dụ:

Trong sơ đồ thứ hai, bạn có thể thấy rằng điện áp được áp dụng trên và$50\;\Omega$$100\;\Omega$$U=R\cdot I$$R_1$$R_2$

$U_{R_1}$$R_1\cdot I$

Bạn có thể hỏi làm thế nào chúng ta có thể tính toán điện áp nếu chúng ta không biết dòng điện.
Chà, chúng ta không biết hiện tại, nhưng chúng ta có thể tính toán nó bằng luật Ohm.
Chúng tôi viết ra phương trình luật Ohm ban đầu khác nhau:

$U=R\cdot I\;\Rightarrow\;I=\frac UR$

$R_1+R_2$$150\;\Omega$$I=\frac{U}{R_1+R_2}$

$I$

$U_{R_1}$$R_1\cdot\frac{U}{R_1+R_2}$

$U_{R_2}$$R_2\cdot\frac{U}{R_1+R_2}$

$50\;\Omega$$R_1$$100\;\Omega$$R_2$

$U_{R_1}$$R_1\cdot\frac{U}{R_1+R_2}=50\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{50\;\Omega+100\;\Omega}=50\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{150\;\Omega}=50\;\Omega\cdot0,0\dot3\;A=1,\dot6\;V$

$U_{R_2}$$R_2\cdot\frac{U}{R_1+R_2}=100\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{50\;\Omega+100\;\Omega}=100\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{150\;\Omega}=100\;\Omega\cdot0,0\dot3\;A=3,\dot3\;V$

$R_2$$150\;\Omega$

$U_{R_1}$$R_1\cdot\frac{U}{R_1+R_2}=50\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{50\;\Omega+150\;\Omega}=50\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{200\;\Omega}=50\;\Omega\cdot0,025\;A=1,25\;V$

$U_{R_2}$$R_2\cdot\frac{U}{R_1+R_2}=150\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{50\;\Omega+150\;\Omega}=150\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{200\;\Omega}=150\;\Omega\cdot0,025\;A=3,75\;V$

Điện trở của quang điện trở càng tăng thì điện áp sẽ giảm trên nó càng nhiều.

$75\;\Omega$

$U_{R_1}$$R_1\cdot\frac{U}{R_1+R_2}=50\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{50\;\Omega+75\;\Omega}=50\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{125\;\Omega}=50\;\Omega\cdot0,04\;A=2\;V$

$U_{R_2}$$R_2\cdot\frac{U}{R_1+R_2}=75\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{50\;\Omega+75\;\Omega}=75\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{125\;\Omega}=75\;\Omega\cdot0,04\;A=3\;V$

Điện trở của quang điện trở càng thấp thì điện áp sẽ giảm trên nó càng ít (và điện áp sẽ giảm trên điện trở khác).

$3,\dot3\;V$$3,75\;V$$3\;V$

Nó phụ thuộc vào cách bạn đang sử dụng quang điện trở.

Nếu bạn đang sử dụng nó một cách thủ công trên băng ghế, để đo mức độ ánh sáng, thì bạn chỉ cần kết nối nó với đồng hồ vạn năng trên phạm vi Ohms và đo điện trở của nó.

Nếu bạn đang sử dụng nó như một phần của mạch phản ứng tự động với mức ánh sáng, thì mạch phải đo điện trở của nó. Không có cách nào nó có thể làm điều đó mà không có các thành phần bổ sung. Cách đơn giản nhất để làm điều đó là đặt một điện trở khác nối tiếp và sử dụng điện áp tại điểm mà chúng tham gia.

Mặc dù có vẻ như một Ohms đọc đồng hồ vạn năng đo lường sức đề kháng, bên trong nó có cả đống thành phần phụ. Trên phạm vi Ohms, trong đó đáng kể nhất là điện trở hoặc nguồn hiện tại nối tiếp với thứ được đo. Hãy nhìn trộm bảng mạch bên trong đồng hồ vạn năng vào lần tới khi bạn thay pin.

Một cách phổ biến để đo điện trở với một vi điều khiển như PIC hoặc Arduino là đặt điện trở quang giữa pin đầu ra và chân đầu vào, với một tụ điện từ chân đầu vào xuống đất. Chân đầu ra được bật và micro đếm xem có bao nhiêu chu kỳ xung nhịp đi qua trước khi chân đầu vào theo sau. Điều này có hiệu quả bằng cách sử dụng xoay logic trên chân đầu ra để xác định điện áp và đo dòng điện vào tụ điện như một thời gian để sạc lên. Không có điện trở ở đây, nhưng bạn vẫn đang sử dụng các thành phần bổ sung để đo ít nhất một điện áp và dòng điện.

Trong một mạch điện trở thông thường, điện áp rơi của mạch sẽ bằng điện áp đầu vào. Nếu chỉ có một điện trở được sử dụng, thì toàn bộ điện áp đầu vào sẽ bị giảm. Một Photoresistor sẽ giảm 9V nếu 9V được đặt ngang qua nó. Luật Ohms đơn giản. V = I * R.

Nếu sử dụng nhiều hơn một điện trở, thì điện áp rơi tỷ lệ thuận với các điện trở, dựa trên điện trở của chúng. Các điện trở trong loạt là một điện trở tích lũy, chúng chỉ đơn giản là cộng lại với nhau. Một lần nữa, luật ohms, V = I * (R1 + R2 + Rn)

Vì vậy, một Photoresistor duy nhất, có điện trở thay đổi dựa trên ánh sáng mặt trời, sẽ tiếp tục giảm cùng một điện áp bất kể điện trở. Những thay đổi là hiện tại thông qua nó. V giữ nguyên, r thay đổi, nên tôi thay đổi.

Bằng cách thêm một điện trở cố định, liên quan đến điện trở quang, bạn sẽ có được một điện áp thay đổi trên quang điện trở . Hai điện trở thay đổi tỷ lệ với điện áp đầu vào, gây ra sự thay đổi điện áp giảm so với mỗi điện áp. Tổng điện áp rơi trên điện trở cố định và điện trở quang sẽ giống nhau, nhưng mức giảm thực tế so với từng điện áp sẽ thay đổi.

Đây là bản chất của một bộ chia điện áp.

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Để mở rộng câu trả lời tuyệt vời của domenix ...

"Tại sao đo điện áp rơi trên điện trở, không qua điện trở quang?"

Trong mạch điện (sơ đồ thứ hai trong câu trả lời của domenix) có điện trở cố định ( R1 ) nối tiếp với điện trở quang ( R2 ), bạn có thể đo qua điện trở cố định hoặc điện trở quang để thay đổi điện áp khi mức ánh sáng (cường độ) thay đổi trên quang điện trở.

Điện trở của một quang điện trở giảm khi cường độ ánh sáng tăng.

Điều này có nghĩa là khi cường độ ánh sáng tăng, điện áp bạn sẽ đo trên quang điện trở giảm và điện áp bạn sẽ đo trên điện trở cố định tăng.

Vì vậy, điện áp trên quang điện trở thay đổi theo hướng ngược lại khi sự thay đổi cường độ ánh sáng được phát hiện. Điều này có thể hoặc không thể là những gì bạn mong đợi và có thể hoặc không thể là hành vi bạn muốn thấy.

Nếu bạn đo điện áp trên điện trở cố định, bạn sẽ thấy điện áp tăng khi cường độ ánh sáng được phát hiện tăng.

Tùy thuộc vào nhu cầu của bạn và các thành phần khác trong mạch cuối cùng của bạn, bạn có thể xem điện áp trên điện trở quang hoặc điện trở cố định.

Ngoài ra, hãy nhớ rằng nếu nó sẽ giúp trong mạch của bạn, bạn có thể trao đổi vị trí của quang điện trở và điện trở cố định. Sau đó, điện áp tại điểm nối của quang điện trở và điện trở cố định sẽ tăng lên tương đối so với mặt đất, khi cường độ ánh sáng được phát hiện tăng lên.