Пути эффективного изучения вольт-амперных характеристик светодиодов
Исследование методологии курса физики, современного естествознания; эффективных практических методов освоения отдельных тем на примере разработки лабораторной работы по теме "Вольт-амперные характеристики светодиодов" с помощью конструктора "Знаток".
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.04.2019 |
| Размер файла | 61,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на Allbest.ru
ПУТИ ЭФФЕКТИВНОГО ИЗУЧЕНИЯ ВОЛЬТ - АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СВЕТОДИОДОВ
THE EFFECTIVE STUDY OF CURRENT - VOLTAGE CHARACTERISTICS OF LEDS
вольт амперная характеристика светодиод
Введение. Целью данной работы является исследование методологии курса физики и современного естествознания и эффективных практических методов освоения отдельных тем на примере разработки лабораторной работы по теме «Вольт-амперные характеристики светодиодов» с помощью конструктора «Знаток». Методы исследования: теоретический и экспериментальный.
Задачи:
1. Изучение электронного конструктора «Знаток» и внедрение его в лабораторную работу;
2. Разработка лабораторной работы по курсу физики и современного естествознания на тему «Вольт-амперные характеристики светодиодов» с помощью конструктора «Знаток».
Рассмотрение данной темы в работе является актуальной для студентов первых и вторых курсов, так как изучению светодиодной техники по программе бакалавриата специальности «Инноватика» уделяют мало внимания. Студент, освоивший данную тему, с легкостью сможет разобраться с инновациями, в которые внедрены и используются светодиоды.
Светодиод (Рис. 1) или светоизлучающий диод (СД, СИД; англ. lightemitting diode, LED) - полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.
Рисунок 1 - Светоизлучающий диод
Для освоения эффективных практических методов исследования методологии курса физики и современного естествознания была разработана лабораторная работа для студентов на тему «Вольт-амперные характеристики светодиодов». Главной целью, которой является изучение ВАХ (вольтамперных характеристик) светодиодов и исследование способов их освоения, построение вольт-амперных характеристик по измеренным значениям силы тока и напряжения, расчет сопротивление гасящего резистора. В ходе выполнения данной работы используются следующие инструменты: мультиметр, гальванический элемент, светодиоды двух типов (красный и зеленый), реостат.
Перед студентом поставлены следующие задания:
Задание 1
Ответить на следующие вопросы:
Светодиод - полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.
Принцип работы: при пропускании электрического тока через p-n переход в прямом направлении, носители заряда - электроны и дырки - рекомбинируют с излучением фотонов (из-за перехода электронов с одного энергетического уровня на другой).
Задание 2
Соберите электрическую цепь, по схеме, Рисунок 1 (свечение зеленого светодиода).
Рисунок 1 - Основная схема включения светодиода
В реостате выставить максимальное значения сопротивления (50 кОм). С помощью мультиметра измерить напряжение, сопротивление и силу тока.
Занесите измеренные значения в таблицу 1.
Изменяя сопротивление реостата (40; 30; 20; 15; 10; 5 кОм), измерьте силу тока и напряжение. Запишите полученные значения I1 и U1в таблицу 1.
Таблица 1 - Результаты измерений
|
R, кОм |
50 |
40 |
30 |
20 |
15 |
10 |
5 |
|
|
I1, мА |
2, 2 |
2, 8 |
4, 3 |
8, 5 |
9, 1 |
23, 5 |
26, 8 |
|
|
U1, В |
1, 29 |
1, 32 |
1, 52 |
1, 8 |
1, 9 |
2, 4 |
2, 47 |
|
|
I2, мА |
2, 62 |
1, 88 |
4, 3 |
6, 4 |
8, 3 |
13, 4 |
27 |
|
|
U2, В |
1, 2 |
1, 3 |
1, 4 |
1, 42 |
1, 44 |
1, 55 |
1, 57 |
Задание 3
Свечение красного светодиода. Повторите проделанные расчеты, используя красный светодиод. Запишите полученные значения I2 и U2 в таблицу 2.
Таблица 2 - Результаты измерений
|
R, кОм |
50 |
40 |
30 |
20 |
15 |
10 |
5 |
|
|
I1, мА |
1, 2 |
3 |
4, 3 |
5 |
7 |
19 |
25 |
|
|
U1, В |
1, 35 |
1, 4 |
1, 45 |
1, 5 |
1, 55 |
1, 7 |
1, 72 |
|
|
I2, мА |
2 |
1, 88 |
4, 2 |
5 |
6, 3 |
9, 4 |
24 |
|
|
U2, В |
1, 2 |
1, 27 |
1, 3 |
1, 36 |
1, 38 |
1, 4 |
1, 42 |
Задание 4
По заданным значениям постройте на одном графике зависимости силы прямого тока от напряжения для двух видов светодиодов (Рис. 2).
Размещено на Allbest.ru
Рисунок 2 - Зависимости силы прямого тока от напряжения для двух видов светодиодов
Задание 5
Сравнить график теоретический зависимости силы прямого тока от напряжения для двух видов светодиодов с полученным практическим (Рис. 3).
Сделать вывод.
Размещено на Allbest.ru
Рисунок 3 - Вольт-амперные характеристики светодиодов
Построив график вольт-амперной характеристики для двух видов светодиодов, студенту необходимо сделать вывод о проделанной работе: чем больше напряжение, тем больше сила прямого тока. Зависимость прямая.
Задание 6.
Зная характеристики светодиода и напряжение источника тока, студенту необходимо рассчитать, какое сопротивление должен иметь гасящий резистор.
Включите гасящий резистор в цепь и наглядно проверьте.
Исходя из ВАХ (Рисунок 3) видно, что для разных светодиодов при токе 20 мА мы имеем разное падение напряжения: 1, 4 В для красного светодиода, 1, 52 В для зеленого. Для батарейки 3 В на гасящем резисторе должно в первом случае «упасть» 1, 6 В, что при 20 мА произойдет при значении сопротивления резистора в 1, 6 В / 20 мА=80 Ом. Во втором случае имеем, соответственно, 1, 48 В / 20 мА=74 Ом.
Вывод: В ходе проделанной работы были изучены ВАХ (вольтамперные характеристики) светодиодов и исследованы способы их освоения студентами, построены графики вольт-амперных характеристик по измеренным значениям I и U, рассчитано сопротивление гасящего резистора.
В статье была разработана и проделана лабораторная работа с помощью электронного конструктора «Знаток». Данная работа по курсу физики и современного естествознания на тему «Вольт-амперные характеристики светодиодов» имеет практическую значимость для студентов технической специальности и может быть использована как практический метод усвоения вольт-амперных характеристик светодиодов.
Список используемой литературы
Определение светодиода и его конструкция [Электронный документ] URL: http: //www. svetozone. ru/press/theme/leds/leds_9. html
Схемы включения светодиодов [Электронный документ] URL: http: //electrik. info/main/praktika/843-horoshie-i-plohie-shemy-vklyucheniyasvetodiodov. html
Проблемы, теория и реальность светодиодов для современных систем отображения информации высшего качества [Электронный документ] URL: http: //www. kit-e. ru/articles/led/2005_5_48. php
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Исследование спектров электролюминесценции, вольт-амперных и люкс-амперных характеристик "фиолетовых" и "желтых" светодиодов в температурном диапазоне 300-90 К. Анализ процессов токопереноса, генерации и рекомбинации носителей заряда в гетероструктурах.
контрольная работа [245,8 K], добавлен 11.08.2010Физика явлений, происходящих в газовых разрядах с непрерывным и импульсным подводом электрической энергии, как основа лазерных технологий. Виды, свойства и характеристики разрядов. Разряд униполярного пробоя газа, его вольт-амперные характеристики.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 25.02.2013Понятие полупроводникового диода. Вольт-амперные характеристики диодов. Расчет схемы измерительного прибора. Параметры используемых диодов. Основные параметры, устройство и конструкция полупроводниковых диодов. Устройство сплавного и точечного диодов.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 04.05.2011Электрический пробой газов и диэлектриков. Вольт-секундные характеристики изоляции. Разработка импульсного генератора высоких напряжений. Моделирование и построение математической модели, позволяющей проводить расчет электрического разряда в жидкости.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 26.11.2011Сравнение светодиодов с лампами накаливания и люминесцентными лампами. Производство и рынок светодиодов. Примеры проектов практического применения светодиодов для освещения объектов железнодорожного транспорта, промышленности, коммунального хозяйства.
реферат [21,3 K], добавлен 13.02.2013Расчет рабочих параметров и геометрических размеров плазмотрона. Изменение ресурса работы катода плазмотрона при условии замены цилиндрического полого катода на стержневой. Вольт-амперные и тепловые характеристики. Выбор источника питания плазмотрона.
курсовая работа [691,5 K], добавлен 04.05.2011Составление и обоснование электрической схемы измерения вольт-амперных характеристик полупроводниковых приборов. Определение перечня необходимых измерительных приборов и оборудования, сборка экспериментальной установки. Построение графиков зависимостей.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 19.11.2015Устройство структуры металл-диэлектрик–полупроводник. Типы полупроводниковой подложки. Экспериментальное измерение вольт-фарадных характеристик и характеристика многослойных структур. Методология электрофизических измерений, описание их погрешности.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 07.01.2011Способ определения к.п.д. светочувствительных систем полупроводник-металл. Формула и реферат описания изобретения. Характеристика современных светодиодов, их устройство и работа. Разработка голубых светодиодов. Получение белого света с их помощью.
курсовая работа [709,9 K], добавлен 23.07.2010Понятие полупроводниковых приборов, их вольтамперные характеристики. Описание транзисторов, стабилитронов, светодиодов. Рассмотрение типологии предприятий. Изучение техники безопасности работы с электронной техникой, мероприятий по защите от шума.
дипломная работа [3,5 M], добавлен 29.12.2014
