Lichtsensor

Bezug zum Bildungsplan

4. Spezifisches Methodenrepertoire der Physik

1. Die SuS können Zusammenhänge zwischen physikalischen Größen untersuchen.
2. Die SuS können Experimente unter Anleitung planen, durchführen, auswerten, grafisch veranschaulichen und einfache Fehlerbetrachtungen vornehmen.
3. Die SuS können computerunterstützte Messwerterfassungs- und Auswertungssysteme im Praktikum selbstständig einsetzen.

Unterrichtlicher Zusammenhang

Praktikum in der Kursstufe

Problemstellung

Lichtsensoren sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Wie funktionieren sie?

Ziel

Durch eigenes Experimentieren werden Sie das Verhalten eines lichtempfindlichen Widerstands LDR und dessen Einsatz als Sensor kennen lernen. Dabei gewinnen Sie Sicherheit im Umgang mit dem Messwerterfassungssystem CASSY.

Aufgabenstellung

Untersuchen Sie mit dem Messwerterfassungssystem CASSY das Verhalten eines LDR als Funktion der Beleuchtungsstärke. Welche Konsequenzen hat das für die Sensorschaltung?

Geräte

Durchführung

1. Verhalten des lichtempfindlichen Widerstands LDR
   1. Schließen Sie den LDR an eine stabilisierte Gleichspannung von 6,0 V an. Untersuchen Sie, wie die Stromstärke von der Beleuchtungsstärke abhängt. (Beachten Sie beim Experimentieren die maximale Verlustleistung.)
   2. Untersuchen Sie, wie der Widerstand (R = U/I) von der Beleuchtungsstärke abhängt.
   3. Stellen Sie die Ergebnisse übersichtlich dar.
2. LDR als Lichtsensor
   1. Ein Lichtsensor lässt sich als Reihenschaltung eines LDR und eines Festwiderstands realisieren. Dabei kann die Teilspannung am Festwiderstand einem PC-Interface oder einen Mikroprozessor zugeführt werden. Zeichnen Sie einen Schaltplan und erklären Sie die Funktionsweise. Welchen Verlauf der Teilspannung am Festwiderstand erwarten Sie bei zunehmender Beleuchtungsstärke?
   2. Überprüfen Sie Ihre Vermutung.
   3. Wie verhält sich bei dem gleichen Versuch die Teilspannung am LDR? Machen Sie eine Vorhersage und überprüfen Sie sie im Experiment.

Versuchsbeispiel

I. a) - c)

II b)

Festwiderstand 200 Ω, angelegte Spannung 12 V. Die Verlustleistung bleibt unter 0,2 W.

II c)

Download

Lichtsensor: Herunterladen [doc] [406 KB]

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