Impulslichtsensor

TEILE UND MATERIALIEN

• Zwei 6-Volt-Batterien
• Ein NPN-Transistor – Modelle 2N2222 oder 2N3403 empfohlen (Radio Shack-Katalog Nr. 276-1617 ist ein Paket von fünfzehn NPN-Transistoren, ideal für dieses und andere Experimente)
• Eine Leuchtdiode (Radio Shack Katalog Nr. 276-026 oder gleichwertig)
• Audiodetektor mit Kopfhörer

Wenn Sie noch keinen Audiodetektor haben, können Sie einen schönen Audiokopfhörer (Closed-Cup-Stil, der Ihre Ohren vollständig abdeckt) und einen 120-V/6-V-Abwärtstransformator verwenden, um einen empfindlichen Audiodetektor ohne Lautstärke zu bauen Steuerung oder Überspannungsschutz, nur für dieses Experiment. Verbinden Sie diese Teile des Kopfhörer-Stereosteckers mit der Sekundärwicklung (6 Volt) des Transformators:

Probieren Sie sowohl das Reihen- als auch das Parallelschaltungsschema aus, um den lautesten Klang zu erzielen. Wenn Sie keinen Audiodetektor wie in den Kapiteln zu DC- und AC-Experimenten beschrieben hergestellt haben, sollten Sie das wirklich tun – er ist ein wertvolles Testgerät für Ihre Sammlung.

QUERVERWEISE

Lektionen in Stromkreisen , Band 3, Kapitel 4:„Bipolar-Junction-Transistoren“

LERNZIELE

• Wie man einen Transistor als groben Verstärker mit gemeinsamem Emitter verwendet
• So verwenden Sie eine LED als Lichtsensor

SCHEMATISCHES DIAGRAMM

ILLUSTRATION

ANLEITUNG

Diese Schaltung erkennt Lichtimpulse, die auf die LED treffen, und wandelt sie in relativ starke Audiosignale um, die über die Kopfhörer zu hören sind. Forrest Mims lehrt, dass LEDs die Fähigkeit haben, produzieren Strom, wenn er Licht ausgesetzt wird, ähnlich einer Halbleitersolarzelle.

Die LED selbst erzeugt nicht genug elektrische Leistung, um die Audiodetektorschaltung anzusteuern, daher wird ein Transistor verwendet, um die Signale der LED zu verstärken. Wird die LED einer pulsierenden Lichtquelle ausgesetzt, ist im Kopfhörer ein Ton zu hören.

Lichtquellen, die für dieses Experiment geeignet sind, umfassen Leuchtstoff- und Neonlampen, die schnell blinken, wenn sie von der 60-Hz-Wechselspannung mit Energie versorgt werden. Sie können auch versuchen, helles Sonnenlicht für eine gleichmäßige Lichtquelle zu verwenden und dann mit den Fingern vor der LED zu winken.

Die schnell vorbeiziehenden Schatten führen dazu, dass die LED Spannungsimpulse erzeugt, die ein kurzes „Summen“ im Kopfhörer erzeugen. LEDs, die als Fotodetektoren dienen, sind Schmalbandgeräte, die auf ein schmales Wellenlängenband ansprechen, das dem normalerweise emittierten, aber nicht identisch ist. Infrarot-Fernbedienungen sind eine gute Beleuchtungsquelle für Nahinfrarot-LEDs, die als Fotosensoren verwendet werden und einen Empfängerton erzeugen.

Mit ein wenig Vorstellungskraft ist es nicht schwer, das Konzept der Übertragung von Audioinformationen – wie Musik oder Sprache – über einen pulsierenden Lichtstrahl zu verstehen. Bei einer geeigneten „Sender“-Schaltung zum Ein- und Ausschalten einer LED mit den positiven und negativen Spitzen einer Audiowellenform von einem Mikrofon würde die hier gezeigte „Empfänger“-Schaltung diese Lichtimpulse wieder in Audiosignale umwandeln.