科学家们还设想在宇宙空间建立太阳能电站来利用太阳能,这种空间太阳能电站建在赤道平面内的地球同步轨道上,其工作过程如图所示。在太阳能收集板上铺设太阳能电池,通过它把太阳能转化成电能,再通过天线将电能以微波的形式发送至地面接收站,通过转换装置将其转换成电能接入电网。
光翻强度 | E/cd | - | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
光敏电阻 | R/Ω | 80 | 50 | 30 | 24 | 20 | 18 |
【项目分解】
⑴设计光自动控制灯的开、关状态
⑵设计光自动控制灯的亮度
【项目实施】
⑶设计光自动控制灯的开、关状态。小组同学利用光敏开关,设计了如图甲所示的电路图,根据照明需要,在___(选填 “有光” 或 “无光”) 时,光敏开关闭合,灯泡发光。反之灯熄灭。
⑷设计光自动控制灯的亮度。经过大家讨论,为实现光自动控制灯的亮度,需要阻值随光照强度变化的光敏电阻。查阅资料后获得某光敏电阻的阻值与光照强度的关系如表格所示(其中 E 是表示光照强度的物理量,单位为 cd),小兰设计了如图乙所示的电路图,小明分析表格数据,发现随着光照强度的增加,光敏电阻的阻值___(选填 “增大” 或 “减小”),据此小明认为小兰的设计虽然能达到光控亮度的目的,但实际并不合理,不合理之处是___。
经过查阅资料大家发现实际生活中的光控灯电路结构复杂得多,还有很多我们没有学到的知识,进而激发了大家进一步学习的兴趣,对未来充满期待。
【项目拓展】地铁中均安装了烟雾报警器,一旦有烟雾产生,烟雾报警系统就会报警,地铁随即自动减速甚至停车。“烟雾报警器” 的简化原理图如图丙所示,烟雾报警器有一个外部光无法进入的烟室,其中装有光发射器和带有光敏电阻的电路,电路中电源电压为 18V,R0为定值电阻,R 为光敏电阻 (阻值与光照强度的关系与上表相同)。
⑸开关闭合后,当烟雾进入烟室后,遮挡射向 R 的激光,当光强度为 5cd 时,电压表示数为 12V;当烟雾浓度达到一定程度,光照强度降低到 2cd 时,使电压表示数达到___V,就会触发报警系统。
⑹烟雾报警器触发报警系统的电压保持一定,若增大定值电阻 R0 阻值,烟雾报警器会在烟 雾浓度更___(选填 “大” 或 “小”) 时报警。