➤01 光敏電阻

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光敏電阻（Light Dependent Resistor : LDR）在很多室內，室外的電子裝置中用於感知環境的光強。 光敏電阻檢測12528 是一款在淘寶上購買的硫化鎘光敏電阻。

光敏電阻與外部光強之間的關係是什麼呢？

下面通過實驗加以驗證。

 

➤02 實驗測量

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1.測量方案

使用綠色LED直接照射到LDR表面。為了避免外部環境光線對於LDR的影響，LED， LDR放置在遮蔽盒內的麵包板上。

^{▲ 金屬遮蔽實驗盒內部的佈置}

LED通過外部的電路施加激勵電流。

通過外部的限流電阻上的電壓可以獲得LED的電流強度。

根據 LED的電流與光強之間的關係 可以知道，LED的傳送的光強與電流之間在額定電流範圍內為單調上升的關係。

^{▲ 測量基本原理圖}

測量的LED分別使用綠色、紅色LED。

2.測量結果

(1) 綠色LED

下面是測量結果曲線。

^{▲ LED電流與LDR阻值}

curr=[0.01,0.02,0.03,0.03,0.05,0.06,0.17,0.17,0.22,0.28,0.35,0.42,0.49,0.57,0.65,0.73,0.81,0.98,0.98,1.07,1.15,1.24,1.33,1.46,1.53,1.67,1.78,1.88,1.98,2.08,2.18,2.28,2.40,2.52,2.64,2.75,2.86,2.97,3.07,3.20,3.29,3.38,3.48,3.58,3.68,3.78,3.87,3.94,4.05,4.13]
resi=[3942300.00,1907200.00,1006600.00,805380.00,441870.00,307280.00,67588.00,65423.00,42436.00,30732.00,24018.00,19666.00,16802.00,14864.00,13510.00,12566.00,11903.00,11166.00,11163.00,10991.00,10911.00,10904.00,10952.00,11109.00,11226.00,11538.00,11788.00,12056.00,12350.00,12657.00,12975.00,13339.00,13738.00,14190.00,14628.00,15025.00,15454.00,15860.00,16268.00,16782.00,17167.00,17548.00,17961.00,18382.00,18793.00,19227.00,19590.00,19954.00,20387.00,20728.00]

為了將低電阻部分的變化顯示清楚，將測量結果中電流大於0.3mA部分繪製如下：

^{▲ LED電流與LDR阻值}

將測量資料的縱座標更換成LDR的導納（電阻的倒數）：

^{▲ LED電流與LDR的導納}

(2) 紅色LED

^{▲ LED電流與LDR導納}

curr=[0.03,0.09,0.18,0.30,0.43,0.56,0.71,0.85,0.99,1.14,1.14,1.29,1.45,1.60,1.75,1.91,2.06,2.22,2.37,2.53,2.68,2.84,2.99,3.15,3.31,3.46,3.62,3.78,3.94,4.09,4.25,4.41,4.56,4.72,4.88,5.04,5.20,5.36,5.51,5.67,5.83,5.99,6.15,6.30,6.46,6.63,6.78,6.94,7.10,7.26]
resi=[35647.00,973700.00,260859.98,123930.00,69259.00,47899.00,36178.00,29247.00,24747.00,21584.00,21580.00,19407.00,17787.00,16609.00,15711.00,15053.00,14554.00,14181.00,13916.00,13730.00,13614.00,13553.00,13538.00,13566.00,13621.00,13707.00,13818.00,13952.00,14102.00,14269.00,14455.00,14649.00,14855.00,15077.00,15304.00,15544.00,15786.00,16037.00,16298.00,16559.00,16833.00,17107.00,17390.00,17671.00,17958.00,18253.00,18545.00,18848.00,19147.00,19448.00]

3.結果分析

通過測量結果，可以看到：

• LDR的阻值大體上隨著光強增加而下降。特別是在LED的電流小於1mA的時候，LDR的導納與LED的電流呈現線性關係；
• 當LED的電流超過1mA之後，LDR的導納呈現最大值。

為什麼光敏電阻會出現這樣的關係呢？這種關係是由於LED傳送光譜的變化？還是LDR本身就有這方面的問題？

 

➤※ 結論

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通過實驗，驗證了光敏電阻的電阻（導納）與表面所承受到的光強之間的大體關係。

微幅麼會出現了LED的電流與LDR電阻之間的非單調的關係？這一點的解釋還有待之後進一步的探討。

 
■ 相關文獻連結:

• 光敏電阻檢測12528
• LED的電流與光強之間的關係