¿Cómo funciona este simple circuito?

Tu circuito es el siguiente:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

En términos generales, \ $ Q_1 \ $ se activa cuando el voltaje base excede de \ $ 650 \: \ text {mV} \ $. El LDR y \ $ R_5 \ $ forman un divisor de voltaje con la siguiente ecuación:

$$ V_ \ text {BASE} = 3 \: \ text {V} \ cdot \ frac {R_ \ text {LDR}} {R_ \ text {LDR} + R_5} $$

Esto se resuelve de manera que el LED esté encendido (activo) aproximadamente cuando:

$$ V_ \ text {LDR} \ gt 27.66 \: \ text {k} \: \ Omega $$

Tengo tu kit exacto. (Bonito kit. Me encanta el  personas que ayudaron a crearlo.) Recibo aproximadamente \ $ 5 \: \ textrm {k} \ Omega \ $ con luz brillante y me pongo bien sobre \ $ 10 \: \ textrm {M} \ Omega \ $ en la oscuridad.

Para que pueda ver que en algún momento su transistor se encenderá lo suficiente cuando la luz ambiental sea lo suficientemente tenue. Antes de ese punto, \ $ R_5 \ $ aún podrá suministrar suficiente corriente base a \ $ Q_2 \ $ para mantenerlo ENCENDIDO y, por lo tanto, \ $ D_2 \ $ estará ENCENDIDO . Debajo de ese punto, el LDR se está hundiendo tanto que no queda suficiente para \ $ Q_2 \ $. Entonces, \ $ Q_2 \ $ se desactiva cuando la luz ambiental es lo suficientemente fuerte.

Para obtener un comportamiento de activación / desactivación más "nítido", puede probar el siguiente esquema:

^{simular este circuito}

La imagen se ve así:

Puedes ajustar el umbral con RV.

Básicamente tienes razón, pero es la base donde el voltaje aumenta a medida que la habitación se oscurece. El emisor también se eleva pero es ~ 0,65 voltios más bajo.

Esto significa que la ganancia / beta / hFE del transistor es importante en cuanto a su sensibilidad. Un viejo transistor con poca ganancia (10) actúa como una carga para el fotoresistor, por lo que se necesita más oscuridad para hacer que el LED brille.

Los transistores GP de hoy tienen una ganancia de alrededor de 100, y un MPSA28 Darlington tiene una ganancia de 10,000. R5 parece ser 100K, lo que está bien para el transistor que tienes.

Con un transistor de una ganancia de solo 10, R5 podría ser tan bajo como 10K, para suministrar suficiente corriente de excitación a la base. Con el MPSA28 R5 podría ser 1M ohm. Los Darlington tienen una caída Vbe de ~ 1.3 voltios.

El fotorresistor tiene un amplio rango dinámico de resistencia, por lo que este es un buen circuito para practicar en términos de ganancia de transistor frente a cuarto brillante / oscuro, etc.

Tu explicación intuitiva es correcta.

Más formalmente, un transistor (el NPN rojo en ese caso) comenzará a transmitir cuando el voltaje en la base (entre la resistencia amarilla y el fotorresistor) esté por encima de 0.7 voltios.

La ecuación para calcular el voltaje base es: Vb = Rphotoresistor / (fotoresistor + Ryellow) * voltaje de la batería

Como usted predijo, si el valor del fotoresistor es realmente pequeño en comparación con el de Ryellow, en algún punto el Vb caerá por debajo de 0,7 voltios y el transistor se cortará por completo.

Esa es una versión simplificada de lo que realmente podría estar pasando. En realidad, la corriente de base modulará la corriente que está pasando a través del colector (la parte superior del transistor). Cuanto más pequeño sea el fotorresistor, mayor será el flujo de corriente a través de B y, lo que es más importante, a través de C.

Para concluir, el transistor puede tomar un estado diferente: puede estar desconectado (sin dejar ningún flujo de corriente entre el colector (arriba) y el emisor (abajo), puede estar en modo activo (dejando un flujo de corriente en entre el colector y el emisor proporcional a la corriente que fluye a través de la base) o puede estar en una saturación donde la corriente del colector para un circuito dado es máxima y un aumento en la corriente de base no creará un aumento en la corriente que circula en el colector El LED se puede encender en el modo activo o de saturación. Si el LED se enciende en el modo activo, es probable que vea un efecto de atenuación antes de apagarse por completo si el cambio de luz es lento. actuará como un interruptor de encendido / apagado.

Para leer más sobre los transistores si está interesado: enlace

Espero que esto te ayude a comenzar y espero que haya sido lo suficientemente claro en mis explicaciones.