Чому я повинен використовувати додатковий резистор з фоторезистором?

Я абсолютно новачок в електроніці, і мені цікаво, чому нам потрібно поставити резистор послідовно з фоторезистором, щоб виміряти коливання світла? Я маю на увазі, фоторезистор - це вже резистор, чому ми маємо знижувати напругу в ланцюзі за допомогою додаткового резистора? Заздалегідь дякую за відповіді.

EDIT: Додано приклад для обчислення напруг у дільниці напруги

Тому що якщо ви хочете щось виміряти опір, вам потрібно прикласти до нього напругу.
І якщо ви подаєте напругу, вам потрібно якось виміряти цю напругу і просто виміряти між терміналом фоторезистора, який знаходиться на і термінал, який знаходиться на G N D , ви отримуєте рівно + $+5\;V\;(V_{cc})$$GND$ , немає змінної напруги, незалежно від того, наскільки малий або наскільки великий опір фоторезистора. $+5\;V$

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Ви вимірюєте 5 В на схемі вище.

^{моделювати цю схему}

Тепер ви можете виміряти падіння напруги на резисторі, і з цього значення ви можете здогадатися, яку кількість світла отримує фоторезистор.

Приклад:

На другій схемі ви бачите, що напруга подається через і$50\;\Omega$$100\;\Omega$$U=R\cdot I$$R_1$$R_2$

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

Ви можете запитати, як ми можемо розрахувати напругу, якщо ми не знаємо струму.
Ну, ми не знаємо течії, але можемо обчислити її, використовуючи закон Ома.
Запишемо початкове рівняння закону Ома по-різному:

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

$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$

Чим більше піднімається опір фоторезистора, тим більше напруги буде падати на нього.

$75\;\Omega$

$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$

Чим менший опір фоторезистора отримує, тим менше напруги буде падати на нього (і більше напруги буде падати на інший резистор).

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

Це залежить від того, як ви використовуєте фоторезистор.

Якщо ви використовуєте його вручну на стенді, щоб виміряти рівень світла, тоді вам потрібно лише підключити його до мультиметра в діапазоні Ома і виміряти його опір.

Якщо ви використовуєте його як частину ланцюга, який автоматично реагує на рівень світла, схема повинна вимірювати його опір. Не можна обійтися без додаткових компонентів. Найпростіший спосіб зробити це - поставити черговий резистор послідовно і використовувати напругу в точці, де вони приєднуються.

Хоча може здатися, що Омма читання мультиметра магічно вимірює опір, всередині він має цілу купу додаткових компонентів. Що стосується діапазону Ома, найзначнішим з яких є резистор або джерело струму послідовно із тим, що вимірюється. Наступного разу, коли ви міняєте акумулятор, загляньте на друковану плату всередині мультиметра.

Популярним способом вимірювання опору за допомогою мікроконтролера типу PIC або Arduino є розміщення фоторезистора між вихідним штифтом і вхідним штифтом з конденсатором від вхідного штифта до землі. Вихідний штифт перемикається, і мікро підраховує, скільки годинних циклів проходить до наступного вхідного штифта. Це ефективно за допомогою логічного гойдання на вихідному штифті для визначення напруги та вимірювання струму в конденсаторі як час зарядки. Тут немає резисторів, але ви все ще використовуєте додаткові компоненти для вимірювання хоча б одного напруги та струму.

У звичайному резистивному ланцюзі напруга, що падає ланцюгом, буде дорівнює вхідній напрузі. Якщо використовується лише один резистор, то на нього падає вся вхідна напруга. Один Фоторезистор опуститься на 9В, якщо через нього покласти 9В. Простий закон Ома. V = I * R.

Якщо використовується більше одного резистора, то падіння напруги пропорційне для резисторів, виходячи з їх опору. Серійні резистори - це сукупний опір, вони просто складаються. Знову закон Ом, V = I * (R1 + R2 + Rn)

Таким чином, один Фоторезистор, який має змінний опір, заснований на сонячному світлі, буде продовжувати падати однакову напругу незалежно від опору. Те, що змінюється, - це через нього струм. V залишається тим самим, r змінюється, тому я змінююсь.

Додавши нерухомий резистор по відношенню до фоторезистору, ви отримуєте змінну напругу по всьому фоторезистору . Два опору змінюються пропорційно вхідній напрузі, викликаючи зміну напруги, що падає проти кожного. Загальний падіння напруги через нерухомий резистор і фоторезистор буде однаковим, але фактичне падіння проти кожного зміниться.

У цьому суть дільника напруги.

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Щоб розгорнутись на відмінну відповідь Domenix ...

"Навіщо вимірювати падіння напруги над резистором, а не над фоторезистором?"

У схемі (друга діаграма у відповіді Domenix), яка має фіксований резистор ( R1 ) послідовно з фоторезистором ( R2 ), ви можете виміряти або нерухомий резистор, або фоторезистор для зміни напруги при рівні світла (інтенсивність) зміни на фоторезисторі.

Опір фоторезистора зменшується зі збільшенням інтенсивності світла.

Це означає, що по мірі збільшення інтенсивності світла напруга, яку ви вимірювали б у фоторезисторі, зменшується, а напруга, яку ви вимірювали через фіксований резистор, збільшується.

Отже, напруга на фоторезисторі змінюється у зворотному напрямку зі зміною інтенсивності світла, що виявляється. Це може бути, а може бути, не те, що ви очікуєте, а може бути, а не може бути поведінкою, яку ви хочете бачити.

Якщо виміряти напругу на фіксованому резисторі, ви побачите, що напруга зростає зі збільшенням інтенсивності виявленого світла.

Залежно від ваших потреб та інших компонентів у вашому кінцевому ланцюзі, ви можете подивитися на напругу на фоторезисторі чи на фіксованому резисторі.

Також майте на увазі, що якщо це допоможе у вашій схемі, ви можете поміняти положення фоторезистора та нерухомого резистора. Тоді напруга на стику фоторезистора та нерухомого резистора зростатиме відносно землі, оскільки зростає інтенсивність світла, що виявляється.