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전기전자 · 센서와 아날로그 신호

광저항 센서와 임계값 제어

광저항의 저항 변화는 분압 회로에서 전압 변화로 읽을 수 있습니다. 저항의 배치에 따라 밝아질 때 출력이 증가하거나 감소합니다.

관련 실험: 광센서와 자동 가로등 →
광센서와 자동 가로등
광센서와 자동 가로등 실험 장면 →

개념과 작동 원리

CdS 광저항은 일반적으로 빛이 강해질수록 저항이 낮아지는 특성을 가집니다. 센서는 물리량을 회로가 읽을 수 있는 신호 변화로 바꿉니다.

CdS가 분압 회로 아래쪽에 있으면 어두울수록 그 저항과 출력 전압이 커집니다. 비교 임계값을 정하면 어두울 때 켜지는 제어를 만들 수 있습니다.

관계식과 성립 조건

분압식 Vout=VRcds/(R+Rcds)에 센서의 저항–조도 관계를 넣어 출력을 계산합니다. 조도와 전압은 일반적으로 단순 비례하지 않습니다.

실제 센서에는 응답 시간, 소자 편차와 온도 영향이 있습니다. 임계값 근처의 반복 켜짐·꺼짐을 줄이려면 히스테리시스 등을 고려할 수 있습니다.

가상 실험에서 읽을 변화

CdS가 아래쪽인 분압 회로에서는 어두울수록 출력 전압이 높아져요.

단일 CdS 대표 곡선이에요. 응답 지연·소자 편차·비교기 히스테리시스는 생략해요. 실제 전원·콘센트·고전압으로 따라 하지 말고 화면에서 실험해요.

핵심 관계와 기호

Rcds = 10 kΩ(lux/100)^−0.7 · Vs = V Rcds/(R+Rcds)

공식에 쓰인 기호와 단위
기호뜻단위
조도면에 도달하는 빛의 양을 나타내는 양lx
Rcds광저항의 저항값Ω

예시로 확인하기

센서 출력 4.17 V·비교 기준 3.5 V일 때 가로등은?

켜짐

자주 헷갈리는 점

  • 밝아질 때 센서 출력이 커진다는 방향은 센서와 회로 배치를 확인하지 않고 정할 수 없습니다.

이 개념을 실험으로 확인하기

참고 자료

OpenStax · University Physics Volume 2 (영어)