《电话和传感器》课件

第八章

电磁相互作用及应用第3节

电话和传感器1.知道电话的主要构造和工作原理。2.知道传感器的作用及其在现代生活中的广泛应用。

在如图所示的装置中，纸片上粘着一个线圈，线圈的两端用导线引出，接在能测出微小电流的仪器——示波器上，线圈置于磁铁的磁极附近。

当你对着线圈大声说话时，示波器上的图形有什么变化?知识点1声信息与电信息实验发现：当对着线圈说话时，示波器上出现了与声音变化相对应的图形。你能解释这种现象吗?

根据电磁感应，当置于磁极附近的线圈在声音推动下做切割磁感线振动时，线圈中会产生与声音变化相应的感应电流，这样就把声音转变成了相应的电流变化。声音电流电磁感应

如图所示，在纸片上撒少许碎纸屑。将线圈的两根引线与电池的两极瞬间接触，仔细观察粘着线圈的纸片会有什么反应?纸片会抖动一下2.电流信息还原成声音信息通过上面实验可以发现：说话会使磁场中的线圈振动产生电流，而且通电的线圈在磁场的作用下会振动并产生声音。

把上面的两个实验组合起来，就设计出了电话的话筒和听筒。声音声音电流话筒听筒3.电话(1)1876年贝尔发明最早的电话，电话的基本组成为话筒和听筒，如图所示。a.话筒：对着话筒说话时，引起周围空气振动，空气振动引起话筒中膜片振动，膜片振动时忽松忽紧地压迫炭粒，使话筒中产生随声音振动而变化的电流。b.听筒：导线将随声音振动而变化的电流传入听筒，使听筒内电磁铁的磁性强弱发生变化，从而使膜片受到的吸引力发生变化，引起膜片振动，形成声波。拓展培优：

动圈式话筒动圈式话筒的基本原理是电磁感应。我们已经知道，声音是由物体振动产生的。我们对着话筒说话时，产生的声波就会引起膜片的振动，膜片的振动就带动了套在磁板上的线圈前后振动，而线圈在磁极中的前后振动切割磁感线，所以就在线圈中产生了电流，这样就把声信号转化为了电信号。4.扬声器(1)结构：永磁体、线圈、锥形纸盆,如图

所示。(2)工作原理：当线圈中有变化的电流通过时，就会受到磁场的作用力而运动，从而带动与线圈相连的纸盆振动，于是扬声器就发出了声音。知1－练扬声器是把电信号转换成声信号的一种装置，如图所示是扬声器构造示意图。当线圈中通过变化的电流时，线圈受到________力作用，从而带动与线圈相连的纸盆________，于是扬声器就发出了声音。磁场来回振动解析：扬声器的线圈中通过变化的电流时，线圈会受到永磁体的磁场力的作用，从而带动与线圈相连的纸盆振动，将电信号转化成声信号。知识点2传感器1.定义：将其他信息转换成电信息的器件，叫做传感器。2.应用：传感器在日常生活和高科技领域中，已经有了广泛的应用，如温度传感器、红外传感器、烟气传感器、压力传感器、声音传感器、光传感器、湿度传感器等。3.作用：各种传感器组合在一起时，将可以实现奇妙多样的自动控制。城市路灯常用光传感器控制在冰箱和空调里面有温度传感器生活中的传感器厨房里的抽油烟机里有烟气传感器电子秤利用了压力传感器生活中的传感器

传感器的作用是把非电学量转换为电学量或电路的通断，从而实现很方便地进行测量、传输、处理和控制。

非电学量电学量

温度电压

压力电流

声音电阻

光照电容→传感器→电话和传感器电信息电话和传感器传感器声信息其他信息话筒听筒一、电流把信息传到远方最简单的电话由话筒和听筒组成,其中话筒由金属盒、

、膜片等组成。当对着话筒讲话时,膜片时紧时松地压迫

,它们的

随之发生改变,流过炭粒的电流就会相应改变,于是形成随声音变化的

。听筒由

、永磁体、薄铁膜片等组成。不断变化的电流传入听筒的线圈,电磁铁对膜片的作用也随之变化,使膜片

,在空气中形成声波。

二、电话交换机为了提高线路的利用率,人们发明了

。

三、模拟通信和数字通信1.模拟信号:信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况

,“模仿”着声信号的“一举一动”。

2.数字信号:用不同符号的

表示信号。炭粒

炭粒

电阻

电流信号

线圈

振动

电话交换机

完全一样

不同组合

模拟信号和数字信号根据信号方式的不同,通信可分为模拟通信和数字通信。模拟通信:当话筒把声音转换成信号电流时,这种信号电流的频率、振幅变化情况跟声音的频率、振幅变化情况完全一样,就像“模仿”声信号,这种电流传递的信号叫作模拟信号,使用模拟信号的通信方式叫作模拟通信。如目前广播的声音信号或图像信号等。数字通信:是一种既现代又古老的通信方式,可以利用点和画,还可以利用长短不同的亮光等来组成各种数字信号传递信息,这种用不同符号的不同组合表示的信号就是数字信号,这种通信方式叫作数字通信。两者相比较,模拟通信在长距离传输和多次加工、放大过程中,信号电流的波形会改变,使信号丢失一些信息,表现为声音、图像的失真,严重时会造成通信中断。通常数字信号只包含两种不同的状态,形式简单,抗干扰能力强。其次我们现在使用的电子计算机都是以数字形式工作的,它们处理的信号就是数字信号。在通信上使用了数字信号,就可以很方便地将计算机与通信结合起来,发挥计算机处理信息的巨大优势。再次,数字信号便于存储,现在流行的CD和MP3唱盘,VCD和DVD视盘及电脑光盘都是用数字信号来存储信息的。此外,数字通信还可以兼容电话、电报、数据和图像等多类信息的传递,能在同一条线路上传送电话、有线电视、计算机等多种信息。数字信号还便于加密和纠错,具有较强的保密性和可靠性。【例题】

模拟信号与数字信号相比较,下列说法不正确的是(

)A.模拟信号易失真B.数字信号可方便地用于计算机处理C.模拟信号比数字信号形式简单,抗干扰能力强D.数字信号传送的距离要远些解析:模拟信号不适宜长距离传输和多次加工、放大,信号易丢失,图像易失真。而数字信号形式简单,抗干扰能力强,不易失真,可很方便地用电子计算机加工处理,所以选项A、B、D正确,选项C错误。

答案:C一、电流把信息传到远方1.1876年,下列哪位科学家发明了电话(

)A.莫尔斯

B.爱迪生C.贝尔D.奥斯特C

1876年,贝尔发明了电话,实现了声音信号与电流信号的相互转换。

2.电话机话筒里的膜片和炭粒,相当于一个(

)A.开关

B.变阻器C.电磁继电器

D.电磁铁B对着话筒讲话时,膜片振动压迫炭粒,使炭粒时松时紧,电阻时大时小发生变化,通过炭粒的电流也随之发生变化,把声音信号转换为电流信号。所以,话筒内的膜片和炭粒相当于变阻器。3.甲、乙两部电话接通时,正确的说法有(

)A.甲的话筒和听筒,乙的话筒和听筒分别串联在两个电路中B.甲的话筒和听筒,乙的话筒和听筒串联在一个电路中C.甲的听筒和乙的听筒串联,甲的话筒和乙的话筒串联D.甲的听筒和乙的话筒串联在一个电路中,甲的话筒和乙的听筒串联在另一个电路中D因为在两人通话时,甲的声音要传到乙的耳朵里,乙的声音要传到甲的耳朵里,而且,这个相互的过程必须能够同时进行,即有可能两个人同时都在说话。所以这两个支路应该是并联的关系。4.最简单的电话由电源、

和

三部分组成,其中话筒是把声音信号转化为

,听筒再把___________转化为

。听筒

话筒

电流信号

电流信号

声音信号

解析

打电话时,声音通过话筒把声音信号转化为变化的电流,通过导线输送到对方的听筒,再由听筒把变化的电流转化为声音信号。即声音变化的电流

声音。

二、电话交换机5.一般电话之间都是通过安装在电信部门内的电话交换机来转接的,使用电话交换机的目的是提高

的利用率。现代的程控电话交换机利用电子计算机技术,能按用户所拨的

自动接通话机。线路

号码

三、模拟通信和数字通信6.电话信号分

信号和

信号两种。

信号在传递中容易失真