Giải chuyên đề Vật lí 11 Cánh diều Bài 2 Thiết bị đầu ra

MỞ ĐẦU 

Câu hỏi: Chúng ta đã biết, tín hiệu từ cảm biến được bộ xử lí sử dụng để tạo ra một hiệu điện thế. Hiệu điện thế này có thể được dùng để điều khiển nhiều thiết bị như hiển thị độ nóng, lạnh, bật tắt một mạch điện hay đo một đại lượng vật lí,... Các thiết bị như vậy là thiết bị đầu ra. Các thiết bị đầu ra hoạt động như thế nào?

Xem lời giải

I. DIODE PHÁT SÁNG VÀ OP-AMP

Câu hỏi 1: Trong hình 2.5, đầu vào $V^{+}$ có ghép với cảm biến nhiệt độ và đầu vào $V^{-}$ của op-amp có mạch chia điện thế. Sự sáng, tối của LED có cho ta biết được vùng nhiệt độ của môi trường tác động lên cảm biến nhiệt độ hay không?

Xem lời giải

II. RELAY VÀ OP-AMP

Câu hỏi 2: Vì sao không thể mắc trực tiếp phụ tải với đầu ra của op-amp?

Xem lời giải

Câu hỏi 3: Trong Hình 2.6, khi cuộn dây của relay chưa có dòng điện, tiếp điểm A₁, A₂ tiếp xúc với nhau hay không tiếp xúc với nhau? 

Xem lời giải

Luyện tập: Thảo luận để nêu được hai tác dụng của diode D2 trong sơ đồ Hình 2.7.

Xem lời giải

Tìm hiểu thêm

Khi dùng op-amp kết hợp với vôn kế để đo nhiệt độ, số chỉ của vôn kế được chuyển thành số chỉ nhiệt độ như sau:

• Thiết lập mạch op-amp - vốn kế
• Đặt cảm biến nhiệt độ ở mạch op-amp - vôn kế và một nhiệt kế vào bình nước (nhiệt độ của bình nước thay đổi được).
• Ghi lại số chi của vôn kế và nhiệt độ của bình nước ở một số nhiệt độ khác nhau.
• Vẽ đồ thị hiệu chuẩn, như ví dụ ở Hình 2.9.

Đường cong hiệu chuẩn này được dùng để xác định nhiệt độ cần đo thông qua số chỉ của vôn kế.

Đặt cảm biến nhiệt độ ở mạch op-amp - vôn kế và một nhiệt kế vào bình nước có nhiệt độ thay đổi để làm gi?

Xem lời giải

Thực hành

Thiết kế hệ thống dùng LED làm tín hiệu cảnh báo nhiệt độ vượt ngưỡng

Dụng cụ

• Nguồn điện 5 V.
• Phần tử cảm biến nhiệt độ có điện thế ở đầu ra được tính theo biểu thức V_cb = 0,01t, với t là nhiệt độ nơi đặt nó.
• Op-amp.
• Các điện trở R₁ và R₂.
• Điện thế đầu ra V_cb của cảm biến được đưa trực tiếp vào cổng (+).
• Điện thế $V^{-}$ được trích từ nguồn 5V qua mạch chia thể gồm điện trở R₁ và R₂

Yêu cầu

• Vẽ sơ đồ mạch điện.
• Tính điện thế ra V_cb của cảm biến khi nhiệt độ môi trường bằng 30°C.
• Giả sử R₁ =470$\Omega$, R₂=6,8$k\Omega$

LED sáng hay tối khi nhiệt độ là:

a) 25°C

b) 70°C

• Cho R₁ = 1 $k\Omega$, tìm R₂ để LED sáng khi nhiệt độ vượt ngưỡng 60°C.

Xem lời giải

Vận dụng 

Dự án tìm hiểu các thiết bị đầu ra.

1. Thảo luận các câu hỏi định hướng:

Khi mặc relay ở đầu ra của op-amp, chúng ta cần quan tâm đến những yếu tố kỉ thuật nào?

2. Thảo luận, thống nhất nội dung cần tìm hiểu

3. Lập kế hoạch, thực hiện dự án của nhóm

Xác định các nhiệm vụ cần thực hiện để hoàn thành dự án tìm hiểu, phân chia nhiệm vụ cho các thành viên trong nhóm xác định thời hạn hoàn thành, phương tiện khảo sát, thu thập, xử lí thông tin và sản phẩm dự kiến.

4. Thực hiện dự án, báo cáo và thảo luận

Tiến hành tìm hiểu, thu thập, xử lí thông tin theo kế hoạch và trình bày ở lớp.

Thảo luận, nhận xét để thấy được vai trò của từng thiết bị đầu ra.

Báo cáo về quá trình thực hiện và kết quả dự án tìm hiểu.

Xem lời giải