实例详解电子元器件 光敏电阻实物图、电路符号、原理、应用电路

光敏电阻实物

下图是几种常见的光敏电阻实物图，由图可见，光敏电阻有两个引脚，并且引脚没有正负极之分。

光敏电阻电路符号

下图为光敏电阻在电路中的图形符号，

光敏电阻结构及原理

光敏电阻的结构示意图和原理示意图见下图。

其基本原理是光电效应。在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增大而变大，从而实现光电转换。

光敏电阻分类

光敏电阻按其光谱特性，可分为可见光光敏电阻、紫外光光敏电阻、红外光光敏电阻。

可见光光敏电阻如下图所示，主要用于各种光电自动控制系统、电子照相机和光报警器等电子产品中，如光控夜灯、照相机、人体感应开关等。

紫外光光敏电阻主要用于紫外线探测仪等。如下图。

红外光光敏电阻主要用于天文、军事等领域的自动控制系统中。如下图。

光敏电阻主要参数

光敏电阻的主要参数有亮电阻、暗电阻、最高工作电压、亮电流、暗电流、时间常数、电阻温度系数、灵敏度等。

暗电阻

光敏电阻在室温和全暗条件下测得的稳定电阻值。

亮电阻

光敏电阻在室温和一定光照条件下测得的稳定电阻值。

光敏电阻的暗阻越大越好，亮阻越小越好，这样光敏电阻的灵敏度最高。

暗电流

光敏电阻在无光照时，在规定的外加电压下通过的电流。

亮电流

光敏电阻在规定的外加电压受到光照时所通过的电流。

亮电流与暗电流之差称为光电流。

时间常数

光敏电阻从光照跃变开始到稳定亮电流的63%时所需的时间。

电阻温度系数

光敏电阻在环境温度改变1度时，其电阻值的相对变化。

灵敏度

光敏电阻在有光照和无光照时电阻值的相对变化。

光敏电阻伏安特性

下图所示是光敏电阻伏安特性曲线。

它是在一定光照条件下，光敏电阻两端所加电压与流过光敏电阻电流之间的关系特性，从图中可以看出光敏电阻的伏安特性近似为直线，而且没有饱和现象。

光敏电阻的光电流与光照度之间关系称为光电特性。从曲线中可以看出，光照度增强，电流增大，说明光敏电阻的阻值在减小。

光敏电阻的光电特性呈非线性，因此不适宜做检测元件，这是光敏电阻的一个缺点。

光敏电阻的光电特性

下图为光敏电阻的光电特性曲线。

光敏电阻应用电路

光敏电阻控制电路

下如所示是一种光敏电阻控制电路。电路中，R2是光敏电阻，K是继电器，VT2是继电器驱动管，RP1是灵敏度可调的可变电阻器。

光线亮时电路

当光线亮时，光敏电阻R2阻值比较小，这时RP1、R1、R2构成的分压电路输出电压比较小，即加到VT1基级的直流电压比较低，VT1处于截止状态，VT2也处于截止状态，继电器K中没有电流，继电器不会动作，常闭触点处于闭合状态，常开触点处于断开状态。

光线暗时电路

当光线暗时，光敏电阻R2阻值增加比较大，这时RP1、R1、R2构成的分压电路输出电压比较大，即加到VT1基级的直流电压比较高，高到足以使VT1处于导通状态，VT1发射极电压通过R4加到VT2基级，VT2也处于导通状态，继电器K中有电流，继电器动作，常闭触点处于断开状态，常开触点处于闭合状态。

改变PR1的阻值可以调节灵敏度，即光线暗到何等程度能使继电器动作。当PR1阻值减小时，VT1基级直流电压升高，也就是光线稍暗些，R2阻值稍增大些就能是继电器动作，所以是灵敏度提高了，反之则是灵敏度降低了。

光控开关电路

下图是光控开关电路，可用在楼道、路灯等公共场合。它在天黑时自动亮灯，天亮时自动熄灯。电路中，VS1是晶闸管，R1是光敏电阻。

当光线亮时，光敏电阻R1阻值较小，220V交流电压经过VD1整流后的单向脉冲性直流电压在RP1和R1分压后的电压小，加到晶闸管VS1控制极的电压小，这时晶闸管VX1不能导通，所以灯HL回路无电流，灯不亮。

当光线暗时，光敏电阻R1阻值变大，220V交流电压经过VD1整流后的单向脉冲性直流电压在RP1和R1分压后的电压大，加到晶闸管VS1控制极的电压大，这时晶闸管VX1能够导通，所以灯HL回路有电流流过，灯点亮。

调节可变电阻器RP1的阻值，可以改变RP1和R1的分压输出电压大小，从而可以改变晶闸管VS1触发电压大小，这样可以调整光线变暗到什么程度时晶闸管VS1导通，即实现暗时亮灯的调节。

如果RP1阻值调大，就需要R1更大的阻值（光线变暗），才能时晶闸管VS1点亮，反之，RP1阻值调小就能在光线不是很暗时亮灯。

光敏电阻（传感器）实物欣赏

光敏电阻的原理，即实例小制作：光控LED灯

1.光敏电阻的基本原理

光敏电阻也是电阻中的一种，其阻值随光强度的变化而变化。光敏电阻一般由硫化镉、硒化镉、硫化铝等半导体材料制成，这些材料在特定波长的光照射下，载流子在电场的作用下漂移运动，其阻值迅速下降。

光敏电阻的阻值随光强度的增加而减小，光敏电阻在黑暗的环境下其阻值一般几十K以上，甚至高达1MΩ到10MΩ。 如下图为光敏电阻实测结果，在光线较充足的环境下其阻值3.049K，在较暗的环境下测量，其阻值为74.9K。

2、光敏电阻控制LED的原理

光敏电阻采样的原理较简单，光敏电阻直接串联一个高精度的基准电阻1KΩ，再接5V电源即可，中间输出接入单片机ADC采样接口进行电压采样。

通过单片机IO口控制LED灯亮灭，实现白天光线较亮时，LED灯不亮；晚上光线较暗时，LED灯点亮。

其原理为，光线变化会影响光敏电阻阻值改变，从而导致ADC接口采集到的电压变化，单片机通过采集到的电压数字量进行判断是白天还是黑夜，当黑夜时，控制IO口输出高电平点亮LED灯；当白天时，IO口输出低电平，LED灯不亮。

A0引脚是ADC引脚（模拟输入引脚），Arduino有6个模拟输入引脚A0~A5，对于输入引脚的参考电压为0~5V，库函数为analogRead（），读取返回值，范围为0~1023，线性关系，输入0V时返回值为数字0,输入5V时，返回值为1023，比如光敏电阻为4K时，ADC接口的电压为4V，对应的数字量为4/5×1023=818，因此，analogRead（）返回818，利用该值控制LED灯亮灭。

示例程序如下：

int led_0 = 13;

int lightSensor_0 = A0;

void setup() {

pinMode(led_0, OUTPUT);

pinMode(lightSensor_0, INPUT);

}

void loop() {

if(analogRead()>818)

digitalWrite(led_0,HIGH);

else

digitalWrite(led_0,LOW)；

}

当采集到的数字量大于818时，即光敏电阻的阻值大于818时，认为光线较暗，LED的IO口输出高电平，点亮LED灯；否则，认为光线较强，LED的IO口输出低电平，LED灯熄灭。

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