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Lichtsensor

Hinweis

Es wird darauf hingewiesen, dass für jedes Experiment entsprechend der eigenen Durchführung vor der erstmaligen Aufnahme der Tätigkeit eine Gefährdungsbeurteilung durchgeführt und dokumentiert werden muss. Jede fachkundige Nutzerin/jeder fachkundige Nutzer muss die aufgeführten Inhalte eigenverantwortlich prüfen und an die tatsächlichen Gegebenheiten anpassen.

Weder die Redaktion des Lehrerfortbildungsservers noch die Autorinnen und Autoren der veröffentlichten Experimente übernehmen jegliche Haftung für direkte oder indirekte Schäden, die durch exakten, veränderten oder fehlerhaften Nachbau und/oder Durchführung der Experimente entstehen. Weiterführende Informationen erhalten Sie unter www.gefahrstoffe-schule-bw.de

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

1 LDR Leybold (578 02) mit Datenblatt (578 00)
1 Stabilisiertes Schüler-Experimentiernetzgerät), 1 Stecksystem
2 Pocket-CASSY (524 006) mit USB-Kabel
1 UIP-Sensor S (5240621)
1 Lux-Adapter S (524 0511) und Lux-Sensor (666 243)

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)

Aufbau I.a)-c)

Diagramm zu I.a)-c)

Diagramm zu I.a)-c)

II b)

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

Aufbau II.b)

Diagramm zu II.b)

II c)

Aufbau II.c)

Diagramm zu II.c)

Download

Lichtsensor: Herunterladen [doc] [406 KB]

 

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