2.02.2. Лабораторная работа №2.2.2.md

---

Переменные резисторы

Тема работы

В этой лабораторной работе вы познакомитесь с переменными резисторами: потенциометром, фоторезистором и термистором. Вы соберёте на макетной плате схемы, которые позволят вам вручную регулировать яркость светодиода, а также создадите простейшие датчики света и температуры. Это ваш шаг к созданию по-настоящему «умных» устройств!

Цель

• Познакомиться с принципами работы потенциометра, фоторезистора и термистора.
• Научиться использовать эти компоненты в схемах делителя напряжения.
• На практике увидеть, как изменение сопротивления влияет на яркость светодиода.

Оборудование и материалы

• Макетная плата.
• Модуль питания.
• Аккумуляторная батарея 9В.
• 1 потенциометр (10 кОм).
• 1 фоторезистор.
• 1 термистор.
• 1 светодиод (любого цвета).
• 1 резистор номиналом 10 кОм.
• 1 резистор номиналом 220 Ом.
• Соединительные провода.
• Мультиметр.
• Фонарик (например, от телефона).

Ход работы

1. Подготовка питания

   • Установите модуль питания на макетную плату, подключите к нему батарею 9В и установите перемычку на 5В.

2. Эксперимент 1. Потенциометр — ручная регулировка

   Потенциометр позволяет плавно менять сопротивление вручную. Мы используем его как делитель напряжения, чтобы регулировать яркость светодиода.

   • Сборка схемы:
     • Крайние выводы потенциометра подключите к шинам +5V и GND.
     • Центральный вывод (ползунок) потенциометра соедините с анодом (+) светодиода.
     • Катод (−) светодиода через резистор 220 Ом подключите к GND.
   • Проверка. Вращайте ручку потенциометра. Вы увидите, как яркость светодиода плавно меняется от нуля до максимума.
   • Измерение. С помощью мультиметра измерьте напряжение между центральным выводом потенциометра и GND. Оно будет меняться от 0В до 5В.

   

3. Эксперимент 2. Фоторезистор — датчик света

   Теперь заменим ручное управление на автоматическое. Фоторезистор меняет своё сопротивление в зависимости от освещённости.

   • Сборка схемы:
     • Соберите делитель напряжения: фоторезистор и резистор 10 кОм соедините последовательно между шинами +5V и GND.
     • К точке их соединения подключите анод (+) светодиода.
     • Катод (−) светодиода через резистор 220 Ом подключите к GND.
   • Проверка:
     • В темноте (закройте фоторезистор рукой) его сопротивление велико, и светодиод горит ярко.
     • На свету (посветите фонариком) сопротивление падает, и светодиод гаснет.
   • Измерение. С помощью мультиметра измерьте сопротивление самого фоторезистора в темноте и на свету.

   

4. Эксперимент 3. Термистор — датчик температуры

   Термистор работает аналогично, но реагирует на температуру. Мы используем NTC-термистор, сопротивление которого уменьшается при нагреве.

   • Сборка схемы. Замените в предыдущей схеме фоторезистор на термистор.
   • Проверка:
     • При комнатной температуре светодиод будет гореть с некоторой яркостью.
     • Сожмите термистор пальцами, чтобы нагреть его. Его сопротивление упадёт, и светодиод погаснет.
   • Измерение. Измерьте сопротивление термистора в холодном и нагретом состоянии.

   

Результаты и анализ

• В схеме с потенциометром вы создали аналог диммера (регулятора яркости). Вращая ручку, вы меняли напряжение на светодиоде, а значит, и ток через него.
• В схемах с фоторезистором и термистором вы собрали простейшие «умные» устройства. Они используют делитель напряжения, где изменение сопротивления одного элемента (датчика) приводит к изменению напряжения в точке их соединения, что и управляет яркостью светодиода. Вы создали автоматический ночник и индикатор температуры.

Выводы

В этой лабораторной работе вы научились:

• Использовать переменные резисторы для управления электрической цепью.
• Собирать схему делителя напряжения для преобразования изменения сопротивления в изменение напряжения.
• На практике увидели, как работают простейшие аналоговые датчики света и температуры.

Вопросы для самопроверки

1. Как работает потенциометр в режиме делителя напряжения?
2. Почему светодиод в схеме с фоторезистором горит ярче в темноте?
3. Как изменится поведение схемы с термистором, если использовать PTC-тип вместо NTC?
4. Можно ли в схеме с фоторезистором поменять местами фоторезистор и постоянный резистор? Как это изменит логику работы?
5. Где в реальной жизни применяются устройства, собранные в этой лабораторной работе?

---

Вы освоили работу с переменными резисторами и научились создавать простые аналоговые датчики! В следующем параграфе мы перейдём к изучению полупроводников — основы всей современной электроники.