Cvičení měření - Optorny, fotoodpor, fotodioda

Při měření bychom měli zajistit, aby maximální proud diodou, udaný výrobcem, nebyl překročen. Proto do obvodu zapojíme ochranný odpor R1:

Dopočteme rovněž regulační odpor:

U - velikost napájecího napětí

UF - velikost napětí na diodě

2. Fotoodpor

- mění svůj odpor při dopadu světla určité vlnové délky - využití fotoelektrického jevu.

Odpor R klesá se zvyšujícím se osvětlením E. Z průběhu je vidět, že tento pokles je nelineární:

V-A charakteristika:

V-A charakteristika fotoodporu při konstantním osvětlení je stejná jako u klasického rezistoru - je lineární. Při vyšších osvětleních je menší odpor a procházející proud tedy narůstá rychleji.

Měření se provádí pomocí Ohmovy metody, což je nepřímá metoda měření odporů. Vychází z Ohmova zákona R=U/I. K určení odporu je nutné změřit proud procházející rezistorem a úbytek napětí na něm.

Poměrně přesně změříme proud rezistorem RX, ale chybně naměříme úbytek napětí na něm:

Z toho plyne pro RX:

RA – vnitřní odpor ampérmetru

UA – úbytek napětí na ampérmetru

k – úbytek napětí na 1A rozsahu

MA – měřící rozsah ampérmetru

Ampérmetr by měl v tomto obvodu minimální vnitřní odpor. Ampérmetrem i odporem RX prochází stejný proud a úbytek napětí by měl být na ampérmetru o hodně menší než na rezistoru. Proto musí být RX velký, aby byl RA proti němu zanedbatelný.

Relativní chyba zapojení:

Druhou metodou měření bude pomocí ohmmetru, který připojíme k fotoodporu. Zde je jediným požadavkem velká třída přesnosti a o hodně větší vnitřní odpor než má odpor.

Zapojení:

3.Fotodioda

- využívá fotoelektrického jevu. Fotodioda se může chovat buď jako pasivní nebo aktivní součástka. Pokud je osvětlení nulové, chová se jako obyčejná dioda. Jako odpor závislý na osvětlení se používá v závěrné oblasti (3.kvadrant V-A char.). Při rovnoměrném osvětlení roste proud lineárně.

Při dopadu záření na PN přechod vzniká rozdíl potenciálů mezi P (vyšší potenciál) a A (nižší potenciál) a vzniká tzv. hradlové napětí. U tomto tzv. hradlovém režimu se Fotodioda chová jako zdroj elektrické energie. Je na ní napětí několik desetin voltu.

V-A charakteristika:

4. Schéma zapojení:

1.Měření optronu:

2.Měření fotoodporu:

3.Měření fotodiody:

1. Seznam použitých přístrojů

Metex 3650-B 5-L-512

Luxmetr LX-101 HM-L-309

Transformátor LTS602 I-L-047

Zdroj světla M-L-040

Metex 3650-B 5-L-513

Stabilizovaný zdroj BS525 6-L-027

Posuvný rezistor 580Ω A2-L-155

1. Popis postupu měření

společný pro všechna měření

1. zapojíme dle schématu

2. pro každé měření nastavíme danou intenzitu osvětlení

3. odečteme měřené hodnoty

4. provedeme výpočty (pokud se nejedná o přímou měřící metodu)

5. hodnoty zaneseme do grafu provedeme vyhodnocení

1. Tabulky

1) Pro fotoodpor WK 65075

1. závislost odporu R na osvětlení E