力传感器
常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成,其结构示意图如图1甲所示.弹簧钢右端固定,在其上、下表面各贴一个相同的应变片.若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F,则弹簧钢发生弯曲,上应变片被拉伸,下应变片被压缩.
应变片采用半导体材料制成,其阻值与长度成正比.给上、下应变片提供相等且恒定不变的电流,上应变片两端电压为U1 , 下应变片两端电压为U2 , 传感器把这两个电压的差值U(U=U1﹣U2)输出,用来反映力F的大小.
半导体应变片的阻值随温度会发生变化,其变化情况如图1乙所示.为消除温度变化对测量精度的影响,需分别给上、下应变片串联一只合适的电阻,进行温度补偿.串联合适的电阻后,测量结果不再受温度影响.
LED节能灯
LED节能灯是用高亮度发光二极管作光源.LED作为一种新型的节能、环保的绿色光源产品,具有很多诱人的特性.例如:
a.高效节能:1000小时仅耗几度电(普通60W白炽灯17小时耗1度电,普通10W节能灯100小时耗1度电);
b.超长寿命:半导体二极管发光,无灯丝,无玻璃泡,不怕震动,不易破碎,使用寿命可达五万小时(普通白炽灯使用寿命仅有一千小时,普通节能灯使用寿命也只有八千小时);
c.健康:光线健康.光线中不含紫外线和红外线(普通灯光中含有紫外线和红外线);
d.绿色环保:不含汞和氙等有害元素,利于回收,而且不会产生电磁干扰(普通灯管中含有汞和铅等元素,节能灯中的电子镇流器会产生电磁干扰);
e.保护视力:直流驱动,无频闪(普通灯都是交流驱动,就必然产生频闪);
f.光效率高:发热小,90%的电能转化为可见光(普通白炽灯80%的电能转化为热能,仅有20%电能转化为光能).
LED节能必将在节能减排的浪潮中大放光彩.
由于二极管具有单向导电性,使用时必须将它的正极与电源正极相连,二极管才能处于导通状态,否则处于截止状态,利用图丙所示电路可以研究发光二极管的工作特性;把一个额定电压为3V的LED接入电源电压恒为4.5V的电路,闭合开关S,LED即处于导通状态,调节变阻器滑片,改变LED两端的电压和电路中电流,记录多组电压、电流数据,可以得到电压表与电流表示数关系,如图丁所示。
请根据上述材料,回答下列问题:
导体容易导电,绝缘体不容易导电。有一些材料,导电能力介于导体和绝缘体之间,称为半导体。除了导电能力外,半导体有许多特殊的电学性能,使它获得了多方面的重要应用。有的半导体,在受热后电阻迅速减小;反之,电阻随温度的降低而迅速的增大。利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻。热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化,反应快,而且精度高。
发光二极管(LED)是半导体二极管的一种,具有单向导电性。当二极管两端外加正向电压时,如果正向电压很小,正向电流也几乎为零,当正向电压大于某个值以后,二极管正向导通,电流随电压增大而迅速上升。当二极管两端外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流几乎为零,二极管处于截止状态。外加反向电压超过某一数值时,反向电流会突然增大,这种现象称为电击穿。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。
如图甲是一种常见的LED手电筒的电路图,如图乙所示为某发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线。在LED灯中,电能直接被直接转换为光子,这大大提升了发光的效能,因为在其他灯具技术中,电能首先是被转化为热,只有很小一部分转化成了光。
回答下列问题:
①由图乙可知,当该二极管两端的正向电压为0.2V时,二极管处于(填“接通”或“截止”)状态;当该二极管两端的反向电压为50V时,二极管将会被击穿。
②该发光二极管两端的正向电压为0.5V时的电阻(填“大于”“等于”或“小于”)正向电压为0.7V时的电阻。