フォトレジスターで追加の抵抗を使用する必要があるのはなぜですか？

私は電子工学にまったく新しいのですが、なぜ光の変化を測定するために抵抗をフォトレジスタと直列に配置する必要があるのでしょうか。つまり、フォトレジスタはすでに抵抗器ですが、追加の抵抗器を使用して回路の電圧を下げる必要があるのはなぜですか？回答ありがとうございます。

編集：分圧器で電圧を計算する例を追加

何かの抵抗を測定したい場合、それに電圧をかける必要があるからです。
そして、電圧を印加する場合は、なんらかの方法でその電圧を測定する必要があります。+ 5にあるフォトレジスタの端子間を測定するだけです。と G N Dにあるターミナルでは、正確に + $+5\;V\;(V_{cc})$$GND$場合、フォトレジスターの抵抗がどのように小さくても大きくても、変化する電圧はありません。 $+5\;V$

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

上記の回路図で5Vを測定します。

^{この回路をシミュレート}

これで抵抗の電圧降下を測定でき、その値からフォトレジスタが受ける光の量を推測できます。

例：

2番目の図では、電圧がと$50\;\Omega$$100\;\Omega$$U=R\cdot I$$R_1$$R_2$

$U_{R_1}$$R_1\cdot I$

電流がわからない場合は、電圧をどのように計算すればよいでしょうか。
ええと、電流はわかりませんが、オームの法則を使用して計算できます。
オリジナルのオームの法則方程式を別の方法で書きます。

$U=R\cdot I\;\Rightarrow\;I=\frac UR$

$R_1+R_2$$150\;\Omega$$I=\frac{U}{R_1+R_2}$

$I$

$U_{R_1}$$R_1\cdot\frac{U}{R_1+R_2}$

$U_{R_2}$$R_2\cdot\frac{U}{R_1+R_2}$

なら$50\;\Omega$$R_1$$100\;\Omega$$R_2$

$U_{R_1}$$R_1\cdot\frac{U}{R_1+R_2}=50\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{50\;\Omega+100\;\Omega}=50\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{150\;\Omega}=50\;\Omega\cdot0,0\dot3\;A=1,\dot6\;V$

$U_{R_2}$$R_2\cdot\frac{U}{R_1+R_2}=100\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{50\;\Omega+100\;\Omega}=100\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{150\;\Omega}=100\;\Omega\cdot0,0\dot3\;A=3,\dot3\;V$

$R_2$$150\;\Omega$

$U_{R_1}$$R_1\cdot\frac{U}{R_1+R_2}=50\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{50\;\Omega+150\;\Omega}=50\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{200\;\Omega}=50\;\Omega\cdot0,025\;A=1,25\;V$

$U_{R_2}$$R_2\cdot\frac{U}{R_1+R_2}=150\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{50\;\Omega+150\;\Omega}=150\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{200\;\Omega}=150\;\Omega\cdot0,025\;A=3,75\;V$

フォトレジスターの抵抗が上昇するほど、電圧が低下します。

フォトレジスタにさらに照明を与え、その抵抗が下がった場合$75\;\Omega$

$U_{R_1}$$R_1\cdot\frac{U}{R_1+R_2}=50\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{50\;\Omega+75\;\Omega}=50\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{125\;\Omega}=50\;\Omega\cdot0,04\;A=2\;V$

$U_{R_2}$$R_2\cdot\frac{U}{R_1+R_2}=75\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{50\;\Omega+75\;\Omega}=75\;\Omega\cdot\frac{5\;V}{125\;\Omega}=75\;\Omega\cdot0,04\;A=3\;V$

フォトレジスターの抵抗が小さいほど、電圧降下が少なくなります（他の抵抗器で電圧降下が大きくなります）。

$3,\dot3\;V$$3,75\;V$$3\;V$

フォトレジスターの使い方によって異なります。

ベンチで手動で使用している場合、光レベルを測定するには、オーム範囲のマルチメーターに接続して、抵抗を測定するだけです。

光レベルに自動的に応答する回路の一部として使用している場合、回路はその抵抗を測定する必要があります。追加のコンポーネントなしでそれを行うことができる方法はありません。これを行う最も簡単な方法は、別の抵抗を直列に配置し、それらが結合する点で電圧を使用することです。

オーム読み取りマルチメーターは魔法のように抵抗を測定するように見えるかもしれませんが、内部的には余分なコンポーネントがたくさんあります。オームの範囲で最も重要なのは、測定対象と直列の抵抗または電流源です。次にバッテリーを交換するときは、マルチメーター内の回路基板をのぞいてみてください。

PICやArduinoなどのマイクロコントローラで抵抗を測定する一般的な方法は、出力ピンと入力ピンの間にフォトレジスタを配置し、コンデンサを入力ピンからグランドに接続することです。出力ピンはトグルされ、マイクロは入力ピンが続く前に経過したクロックサイクル数をカウントします。これは、出力ピンのロジックスイングを効果的に使用して電圧を定義し、コンデンサへの電流を充電時間として測定します。ここには抵抗はありませんが、追加のコンポーネントを使用して、電圧と電流の少なくとも1つを測定しています。

通常の抵抗性直列回路では、回路によって降下した電圧は入力電圧と等しくなります。抵抗が1つしか使用されていない場合、入力電圧全体がそれによって低下します。1つのフォトレジスターは、9Vがかかると9Vをドロップします。単純なオームの法則。V = I *R。

複数の抵抗器が使用されている場合、電圧降下は抵抗値に基づいて、抵抗器に比例します。直列の抵抗は累積抵抗であり、単純に足し合わされます。再び、オームの法則、V = I *（R1 + R2 + Rn）

したがって、可変抵抗が太陽光に基づいている単一のフォトレジスタは、抵抗に関係なく同じ電圧を降下し続けます。変化するのは、それを流れる電流です。Vは変化せず、rが変化するので、Iも変化します。

フォトレジスターに関連して固定抵抗を追加することにより、フォトレジスターの両端に可変電圧が発生します。2つの抵抗は入力電圧に比例して変化するため、それぞれに対して降下する電圧に変化が生じます。固定抵抗器とフォトレジスターの両端の合計電圧降下は同じですが、実際の電圧降下はそれぞれに対して変化します。

これが分圧器の本質です。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

domenixのすばらしい答えを拡張するには...

「なぜフォトレジスターではなく、抵抗器での電圧降下を測定するのですか？」

固定抵抗（持つ回路（domenix」答えで第2の図）でR1をフォトレジスタ（直列に）R2と、光レベル）は、電圧変化のために、固定抵抗器又はフォトレジスタのいずれかを横切って測定することができます（強度）フォトレジスターの変化。

フォトレジスターの抵抗は、光の強度が増加すると減少します。

これは、光の強度が増加すると、フォトレジスタで測定する電圧が減少し、固定抵抗で測定する電圧が増加することを意味します。

したがって、フォトレジスタの両端の電圧は、検出される光の強度の変化とは逆方向に変化します。これは予期した動作である場合とそうでない場合があり、見たい動作である場合とそうでない場合があります。

固定抵抗の両端の電圧を測定すると、検出される光の強度が増加するにつれて電圧が増加することがわかります。

ニーズと最終回路の他のコンポーネントに応じて、フォトレジスタまたは固定抵抗の両端の電圧を確認できます。

また、回路に役立つ場合は、フォトレジスターと固定抵抗器の位置を入れ替えることができます。次に、フォトレジスタと固定抵抗の接合部の電圧は、検出される光の強度が増加するにつれて、グランドに対して増加します。