Почему я должен использовать дополнительный резистор с фоторезистором?

Я совершенно новичок в электронике, и мне интересно, зачем нам нужно последовательно подключать резистор с фоторезистором для измерения изменения освещенности? Я имею в виду, что фоторезистор уже является резистором, почему мы должны уменьшать напряжение в цепи с дополнительным резистором? Заранее спасибо за ваши ответы.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Добавлен пример для расчета напряжения в делителе напряжения

Потому что, если вы хотите измерить сопротивление чего-либо, вам нужно приложить к нему напряжение.
И если вы подаете напряжение, вам нужно как-то измерить это напряжение и просто измерить между клеммой фоторезистора, которая находится на и терминал, который находится на G N D , вы получите ровно + $+5\;V\;(V_{cc})$$GND$ , нет изменения напряжения, независимо от того, насколько мало или насколько велико сопротивление фоторезистора. $+5\;V$

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Вы измеряете 5V на схеме выше.

^{смоделировать эту схему}

Теперь вы можете измерить падение напряжения на резисторе, и по этому значению вы можете угадать, сколько света получает фоторезистор.

Пример:

На второй диаграмме вы можете видеть, что напряжение подается на и$50\;\Omega$Сопротивление Ω . Поскольку закон Ома гласит, что U = R ⋅ I, а ток должен быть равен в последовательной цепи, через R 1 и R 2 протекает одинаковое количество тока. В последовательной цепи ток остается тем же, но напряжение распределяется между цепями. Мы можем записать следующее уравнение:$100\;\Omega$$U=R\cdot I$$R_1$$R_2$

= R 1 ⋅ $U_{R_1}$$R_1\cdot I$

Вы можете спросить, как мы можем рассчитать напряжение, если мы не знаем ток.
Ну, мы не знаем ток, но мы можем рассчитать его, используя закон Ома.
Мы записываем исходное уравнение закона Ома по-другому:

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

Потому что в этом случае общее сопротивление составляет (или $R_1+R_2$ в нашем примере), уравнение для тока будет I = $150\;\Omega$ .$I=\frac{U}{R_1+R_2}$

Мы можем использовать это уравнение для замены одной переменной в вышеупомянутом уравнении. Таким образом, уравнение для каждого из резисторов будет иметь вид:$I$

= R 1 ⋅ $U_{R_1}$$R_1\cdot\frac{U}{R_1+R_2}$

= R 2 ⋅ $U_{R_2}$ .$R_2\cdot\frac{U}{R_1+R_2}$

Если у нас есть на R 1 и$50\;\Omega$$R_1$ на R 2 , то напряжения на них будут$100\;\Omega$$R_2$

= R 1 ⋅ $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$

= R 2 ⋅ $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$

Чем больше сопротивление фоторезистора, тем больше на него падает напряжение.

$75\;\Omega$

$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$

Чем меньше сопротивление фоторезистора, тем меньше будет напряжение на нем (и больше напряжения на другом резисторе).

$3,\dot3\;V$$3,75\;V$ when the photoresistor's resistance rised then the voltage dropped to $3\;V$ when the resistance fell.

It depends how you are using the photoresistor.

If you are using it manually on the bench, to measure light levels, then you only need to connect it to a multimeter on an Ohms range, and measure its resistance.

If you are using it as part of a circuit that responds automatically to light levels, then the circuit has to measure its resistance. There is no way it can do that without additional components. The simplest way to do it is to put another resistor in series and use the voltage at the point where they join.

While it may appear that an Ohms reading multimeter magically measures resistance, internally it has a whole bunch of extra components. On the Ohms range, the most significant of which is a resistor or current source in series with the thing that's being measured. Take a peep at the circuit board inside a multimeter next time you are changing the battery.

A popular way to measure the resistance with a microcontroller like PIC or Arduino is to put the photoresistor between an output pin and an input pin, with a capacitor from the input pin to ground. The output pin is toggled, and the micro counts how many clock cycles pass before the input pin follows. This is effectively using the logic swing on the output pin to define a voltage, and measuring the current into the capacitor as a time to charge up. No resistors here, but you are still using extra components to measure at least one of voltage and current.

In a normal resistive series circuit, the voltage dropped by the circuit will equal the input voltage. If only one resistor is used, then the entire input voltage is dropped by it. A single Photoresistor will drop 9V if 9V is put across it. Simple Ohms law. V = I * R.

If more than one resistor is used, then the voltage drop is proportional across the resistors, based on their resistance. Resistors in series are a cumulative resistance, they simply add together. Again, ohms law, V = I * (R1 + R2 + Rn)

So a single Photoresistor, who's variable resistance is based on sunlight, will continue to drop the same voltage regardless the resistance. What changes is the current through it. V stays the same, r changes, so I changes.

By adding a fixed resistor, in relation to the photoresistor, you get a variable voltage across the photoresistor. The two resistances vary in proportion to the input voltage, causing a change in the voltage dropped against each. The total voltage drop across the fixed resistor and the photoresistor will be the same, but the actual drop against each will change.

This is the essence of a voltage divider.

^{simulate this circuit – Schematic created using CircuitLab}

To expand on domenix' great answer...

"Why measure the voltage drop over the resistor, not over the photoresistor?"

In the circuit (the second diagram in domenix' answer) that has a fixed-resistor (R1) in series with the photoresistor (R2), you can measure across either the fixed-resistor or the photoresistor for a voltage change when the light level (intensity) changes on the photoresistor.

The resistance of a photoresistor decreases with increasing light intensity.

This means that as the intensity of the light increases, the voltage you would measure across the photoresistor decreases, and the voltage you would measure across the the fixed-resistor increases.

So, the voltage across the photoresistor changes in the opposite direction as the change in the intensity of the light being detected. This may or may not be what you expect and may or may not be the behavior you want to see.

If you measure the voltage across the fixed-resistor, you will see that the voltage increases as the intensity of the light being detected increases.

Depending on your needs and the other components in your final circuit, you could look at the voltage across either the photoresistor or the fixed-resistor.

Also, keep in mind that if it will help in your circuit, you can swap the position of the photoresistor and the fixed-resistor. Then the voltage at the junction of the photoresistor and the fixed-resistor will increase relative to ground, as the intensity of the light being detected increases.