不宜利用发光二极管描绘电容器的放电曲线

1 引言

近日,微主到学校阅览室翻杂志,在《中学物理教学参考》第5期上有这样一篇文章,文中作者利用二极管光强类比电容器放电电流,利用手机光传感器绘制电容器放电电流的图像。

微主觉得不妥。

2 论文摘录

3 质疑与分析

其实,上述方法微主以前也想到过,只是不清楚二极管发光强度与电流的关系,直觉认识到二极管发光强度与电流应该是非线性的,不宜用二极管发光强度类比电容器放电电流。

看到此文,微主检索了一下,发现常见的红、绿、蓝发光二极管的光强与电流都是非线性的,既不是直线,也不过原点。

红色LED电流与光强之间的关系

绿色LED电流与光强之间的关系

蓝色LED电流与光强之间的关系

因此,不宜用发光二极管的发光强度类比电容器的放电电流,绘制二极管的放电电流曲线。

4 教学建议

微主曾经利用线圈与电容器配合,利用电流与磁场的正比规律,用智能手机中的磁力计感知线圈磁场强度,用线圈磁场强度类比(正比)电容器放电电流,进而绘制电容器的放电电流曲线。

创客焦作

利用Phyphox自制检流计消除地磁场影响做电容器放电实验

利用Phyphox和ESP32蓝牙探究电容器放电过程中的电压变化规律

实验场景

实验数据

电池、电容器、线圈、智能手机等实验设备现成,原理科学,清晰明了,造价低廉,易于推广。

参考文献

[1]罗仕维.巧用智能技术  显化物理探究——以“了解电容器的性质”实验设计为例[J].中学物理教学参考,2021,50(13):51-54.

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