Thiết bị báo cháy

Cửa đóng mở tự động

Robot

HOẠT ĐỘNG CỦA GV – HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV phân tích chức năng và hoạt động của một số thiết bị có gắn cảm biến từ đó chỉ ra rằng muốn thiết bị hoạt động thì phải có một linh kiện để biến các dạng tín hiệu kích thích thành tín hiệu điện. Linh kiện đó chính là cảm biến.

- GV yêu cầu HS thảo luận để đưa ra đặc điểm chung của cảm biến, từ đó nêu khái niệm về cảm biến theo cách hiểu của HS

- GV tổng hợp các ý kiến của HS để đưa ra được nhận định: các cảm biến có thể khác nhau nhưng đều có điểm chung là cho ra tín hiệu cuối cùng là tín hiệu điện.

- GV đưa ra khái niệm đầy đủ về cảm biến cho HS

- GV chiếu cho HS quan sát hình 7.3 về một số loại cảm biến

- GV yêu cầu HS thảo luận trả lời câu hỏi trong SGK tr44:

CH1. Để phát thanh, người ta dùng máy tăng ăm, bộ loa và micro. Trong ba thiết bị đó, thiết bị nào được gọi là cảm biến? Tại sao?

CH2. Hãy kể tên một số thiết bị, vật dụng có sử dụng cảm biến mà em biết.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS thảo luận nhóm, tìm hiểu về khái niệm cảm biến

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS của các nhóm trình bày kết quả thảo luận

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức và chuyển sang nội dung mới.

I. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI CẢM BIẾN  

Cảm biến là theiets bị điểm tự cảm nhận trạng thái hay quá trình vật lí, hóa học, sinh học và biến đổi thành tín hiệu điện để thu thập thông tin về trạng thái hay quá trình đó

* CH (SGK – tr44)

1. Micro được gọi là cảm biến vì micro là thiết bị (linh kiện) biến đổi các dao động cơ thành dao động điện.

2. Một số thiết bị, vật dụng có sử dụng cảm biến: hệ thống báo cháy (dùng cảm biến khói), bếp điện (dùng cảm biến nhiệt), đầu đọc thẻ ra vào thang máy (dùng cảm biến từ trường), đèn tự động bật, tắt khi có người (cảm biến tiệm cận hồng ngoại),...

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV giới thiệu và mô tả ngắn gọn hoạt động của một số loại cảm biến khác nhau (Ví dụ: micro – biến dao động cơ thành dao động điện, cặp nhiệt điện – biến sự chênh lệch nhiệt độ thành sự chênh lệch điện áp, quang điện trở – biến sự thay đổi ánh sáng thành sự thay đổi điện trở,...).

- GV yêu cầu HS liệt kê các loại cảm biến theo nhóm:

+ Cảm biến biến đổi trực tiếp các dạng kích thích thành tín hiệu điện và cảm biến biến đổi các dạng kích thích thành sự thay đổi điện trở.

+ Cảm biến ứng dụng trong các lĩnh vực như y tế, nông nghiệp, giao thông, nhà thông minh,...

- GV tổ chức cho HS thảo luận để đánh giá lợi ích của việc sử dụng cảm biến

- GV yêu cầu HS thảo luận trả lời câu hỏi 3, 4 trong SGK – tr44

CH3. Hãy nêu sự khác nhau giữa cảm biến biến đổi trực tiếp và gián tiếp các dạng tín hiệu thành tín hiệu điện.

CH4. Hãy nêu ví dụ về ứng dụng của cảm biến trong một lĩnh vực khoa học hay cuộc sống mà em biết.

- GV đưa ra nhận xét và tổng hợp vấn đề.   

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, quan sát thí hình ảnh, thảo luận, trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện các nhóm HS trả lời, đưa ra ý kiến của bản thân.

- GV mời nhóm khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, tổng kết và chuyển sang nội dung luyện tập.

I. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI CẢM BIẾN

Cảm biến có thể phân loại theo nhiều cách khác nhau tùy theo mục đích của người sử dụng

+ Dựa trên nguyên tắc hoạt động

+ Dựa trên phạm vi sử dụng

+ Dựa trên hiueje quả kinh tế

Câu hỏi (SGK – tr44)

3. Sự khác nhau giữa cảm biến biến đổi trực tiếp và gián tiếp các dạng tín hiệu thành tín hiệu điện.

- Cảm biến chuyển đổi trực tiếp các dạng tín hiệu thành tín hiệu điện biến đổi trực tiếp thông tin thành dạng điện để truyền đến đầu ra.

VD Cảm biến biến đổi trực tiếp các dạng tín hiệu thành tín hiệu điện: micro điện động, micro áp điện và cảm biến siêu âm là những cảm biến biến đổi trực tiếp dao động cơ thành dao động điện, cặp nhiệt điện biến đổi trực tiếp độ chênh lệch nhiệt độ thành điện áp.

- Cảm biến chuyển đổi gián tiếp các dạng tín hiệu thành tín hiệu điện biến đổi thành đại lượng vật lí khác thông qua mạch điện thì sự biến đổi của đại lượng vật lí này sẽ được chuyển thành tín hiệu điện để điều khiển các thiết bị.

VD Cảm biến biến đổi các dạng tín hiệu thành sự biến đổi điện trở: nhiệt điện trở, quang điện trở, photodiode, cảm biến độ ẩm, cảm biến khối lượng...

4. Một số ví dụ về ứng dụng của cảm biến trong một lĩnh vực khoa học hay cuộc sống:

- Thiết bị gia dụng: thiết bị tự động chiếu sáng, thiết bị tự động bật đèn khi có người đi tới.

- Giao thông: trạm thu phí tự động, đo vận tốc phương tiện giao thông.

- Y tế: máy siêu âm phát hiện khối u, máy đo nhịp tim, máy đo huyết áp, máy đo đường huyết, máy đo nồng độ oxygen trong máu,...

- Ngân hàng: máy đếm tiền, cây ATM,...

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu một số hình ảnh về quang điện trở và kí hiệu quang điện trở trong mạch điện.

- GV chuẩn bị một thí nghiệm đơn giản để khảo sát sự thay đổi điện trở của quang điện trở theo cường độ sáng như sau:

+ Dụng cụ: một điện trở quang, một điện thoại có đèn LED và phần mềm đo cường độ sáng, ba đoạn ống có chiều dài L khác nhau và một đồng hồ vạn năng (sử dụng các đoạn ống là để tránh ánh sáng bên ngoài chiếu vào quang điện trở).

+ Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm khảo sát sự phụ thuộc điện trở của điện trở quang vào ánh sáng

- GV hướng dẫn HS lập bảng ghi số liệu và mời một hoặc một nhóm HS cùng tham gia thí nghiệm theo các bước:

1. Tắt đèn và đo điện trở

2. Bật đèn, đo điện trở, cường độ sáng ứng với 3 khoảng cách L khác nhau và ghi kết quả vào bảng.

Chú ý: Bóng đèn LED có thể được coi là nguồn sáng điểm, do đó cường độ sáng được coi như tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách. Nếu không có thiết bị đo cường độ sáng thì có thể dựa vào tính chất này để khảo sát định tính sự phụ thuộc của điện trở vào cường độ sáng.

- Từ bảng số liệu vừa lập, có thể vẽ đồ thị sự phụ thuộc của điện trở với cường độ sáng.

- GV yêu cầu HS thảo luận trả lời câu hỏi trong SGK – tr45: Từ Hình 7.6, hãy nhận xét về mức độ thay đổi điện trở của điện trở quang theo cường độ sáng.

- HS nêu nhận xét đồ thị vừa vẽ để dẫn tới kết luận: điện trở giảm theo cường độ sáng không theo quy luật tuyến tính

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS đọc thông tin SGK, thảo luận, trả lời các câu hỏi mà GV đưa ra.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời, đưa ra ý kiến của bản thân.

- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, tổng kết và chuyển sang nội dung luyện tập.

II. NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA CẢM BIẾN SỬ DỤNG ĐIỆN TRỞ PHỤ THUỘC ÁNH SÁNG VÀ ĐIỆN TRỞ NHIỆT

1. Điện trở phụ thuộc ánh sáng (điện trở quang)

- Điện trở quang là một linh kiện điện tử mà điện trở của nó phụ thuộc mạnh vào ánh sáng

- Khi ánh sáng có bước sóng thích hợp chiếu vào điện trở quang một số electron sẽ bị bứt ra khỏi nguyên tử để trở thành electron tự do. Kết quả là làm điện trở của nó giảm. Ánh sáng càng mạnh thì điện trở giảm càng nhiều.

Câu hỏi (SGK – tr45)

Ở vùng có cường độ sáng càng lớn thì tốc độ thay đổi điện trở theo cường độ sáng càng yếu.

* Kết luận: điện trở giảm theo cường độ sáng không theo quy luật tuyến tính