Схемы с фотоэлементами | Техника и Программы
Светочувствительные фотоэлементы весьма широко используются во всех областях электроники для преобразования света в электрические сигналы. Они находят применение в киноаппаратуре, промышленных системах контроля, устройствах защиты, в системах регулирования уличного освещения. По краю-кинопленки имеются светлые и темные участки, соответствующие звуковому сопровождению фильма. Свет, проходящий через эти участки, изменяет свою интенсивность. Эти изменения воспринимаются фотоэлементом и .преобразуются в электрические звуковые сигналы, которые затем усиливаются и воспроизводятся динамиком. В промышленных установках присутствие, отсутствие или изменение светового потока вызывают замыкание или размыкание соответствующих реле, которые приводят в действие сервомеханизмы (см. разд. 13.12 — 13.14). В защитных устройствах, например в системах охраны или системах защиты машин, прерывание луча света вызывает подачу сигнала тревоги или выключает рабочий процесс машины. В домашних и уличных системах освещения с наступлением темноты фотоэлемент включает освещение.
Фотоэлементы бывают двух типов: на основе фотоэлектрического и фоторезистивного эффектов. Схема, в которой используется фотоэлемент с фотоэлектрическим эффектом, изображена на рис. 13.14, а. Такой фотоэлемент вырабатывает электрическое напряжение, и до тех пор, пока на него падает свет, в замкнутой цепи протекает ток. В фотоэлементе с фоторезистивным эффектом (рис. 13.14,6) под действием света изменяется сопротивление, а следовательно, и проводимость. Таким образом, для работы схем с фоторезистивным элементом требуется внешний источник напряжения.
Фотоэлементы изготовляют разнообразных типов: в виде вакуумных или газонаполненных ламп, полупроводниковых диодов или транзисторов. Полупроводниковые фотоэлементы, в которых в качестве светочувствительного материала используется селен, работают на принципе фотоэлектрического эффекта. Они имеют высокую чувствительность и находят широкое применение в тех случаях, когда частота изменения светового потока не превосходит 2000 Гц. Фототранзисторы обладают также высокой -светочувствительностью, но могут работать при значительно более высоких частотах по сравнению с селеновыми фотоэлементами. Основным представителем класса фотопроводящих приборов является фотосопротивление. Фотосопротивления изготовляют из сульфида кадмия; они также имеют очень высокую светочувствительность. Однако область применения этих приборов ограничивается низкими частотами, поэтому их применяют главным образом в переключающих (релейных) схемах. (Выпускавшиеся ранее фотоэлементы вакуумного типа имели высокую светочувствительность и хорошие частотные характеристики, в то время как рабочая частота газонаполненных фотоэлементов не превышала 10 кГц.)
Рис. 13.14. Схемы с фотоэлементами (а — г) и условные обозначения последних (д — ж).
В фотоэлектрических релейных схемах для увеличения тока, поступающего в обмотку реле, используются транзисторные усилители. На рис. 13.14, в показано реле с нормально разомкнутыми контактами, хотя в случае необходимости могут использоваться реле и с нормально замкнутыми контактами. Напряжение, снимаемое с фотоэлемента, в соответствующей полярности прикладывается к транзистору
На рис. 13.14,г показана схема, приводящая в действие реле при помощи фоторезистивного элемента. В этой схеме светочувствительный резистор, или фоторезистор, включен последовательно с источником прямого смещения в цепь базы транзистора. Как показано на рисунке, на эмиттере транзистора создается положительный потенциал от источника, а его отрицательный полюс приложен к базе через фоторезистор. При небольшом световом потоке, падающем на фоторезистор, сопротивление последнего будет большим, и создаваемое смещение базы транзистора недостаточно для его отпирания. При увеличении интенсивности светового потока проводимость фотоэлемента возрастает, увеличивается прямое смещение базы транзистора и возникающий ток транзистора включает реле. По мере увеличения проводимости фоторезистора увеличивается ток между базой и эмиттером и транзистор усиливает это изменение тока. Бели чувствительность реле низкая (для его переключения требуется большая величина тока), используется дополнительный каскад усиления.
На рис. 13.14, д показано условное обозначение светодиода. Такие приборы применяются для индикации включения электронных устройств или определенного режима их работы. Свето-диоды излучают свет, когда между анодом (А) и катодом (К) приложено напряжение ~5 В.
Условное обозначение фотодиода показано на рис. 13.14, е. Такие приборы вырабатывают напряжение на выходных зажимах при воздействии на них световой энергии. На рис. 13.14, ж показано условное обозначение фототранзистора.
Therapy – Videos купить, смотреть фильм, кино, скачать, бесплатно
Принципиальная схема фотореле — Техножук
Из принципиальной схемы, приведенной на рис. 58, мы видим, что пучок света, действуя на фотоэлемент, замыкает электрическую цепь, в которую включено реле, и оно „срабатывает\», то-есть замыкает контакты и тем самым замыкает внешнюю исполнительную цепь, к которой приключены всевозможные приборы: мотор, звонок, электролампа и т. д.
Конденсатор постоянной емкости, включенный параллельно реле, необходим для сглаживания пульсации тока. При нем реле не вибрирует, а плотно замыкает контактные пластины и дает надежное соединение во внешней исполнительной цепи. Сопротивление Каминского подает смещенное напряжение на управляющую сетку лампы и тем самым регулируют режим ее работы. Поэтому сопротивление лучше всего подобрать опытным путем, так как каждая лампа несколько отличается своим режимом работы от другой лампы. Величина этого сопротивления может колебаться в пределах от 1,5 до 40—50 мегом.
Но как только действие света на фотоэлемент прекращается, замкнутая электронная цепь в нем прерывается, сетка лампы освобождается от излишнего отрицательного потенциала, поток электронов с раскаленного -катода лампы мгновенно направляется на анод лампы и тем самым увеличивает анодный ток в цепи. А так как в анодную цепь включено электромагнитное реле,то от увеличения анодного тока, проходящего через обмотки, электромагнит притягивает якорек и реле замыкает исполнительную цепь схемы.
Из принципиальной схемы, приведенной на рис. 58, мы видим, что пучок света, действуя на фотоэлемент, замыкает электрическую цепь, в которую включено реле, и оно „срабатывает\», то-есть замыкает контакты и тем самым замыкает внешнюю исполнительную цепь, к которой приключены всевозможные приборы: мотор, звонок, электролампа и т. д.
Конденсатор постоянной емкости, включенный параллельно реле, необходим для сглаживания пульсации тока. При нем реле не вибрирует, а плотно замыкает контактные пластины и дает надежное соединение во внешней исполнительной цепи. Сопротивление Каминского подает смещенное напряжение на управляющую сетку лампы и тем самым регулируют режим ее работы. Поэтому сопротивление лучше всего подобрать опытным путем, так как каждая лампа несколько отличается своим режимом работы от другой лампы. Величина этого сопротивления может колебаться в пределах от 1,5 до 40—50 мегом.
Рис. 58. Принципиальная схема фотореле.
Устройство и действие вакуумного фотоэлемента
Фотоэлемент – двухэлектродный электровакуумный прибор, служащий для преобразования световых сигналов в электрические.
Фотоэлемент состоит из стеклянного баллона с двумя электродами в нем, катодом и анодом. Электроды выводятся в виде жестких штырей в общий цоколь или разносятся в два самостоятельных цилиндрических вывода. Катод – слой металла с малой работой выхода, покрывающий часть внутренней поверхности баллона. Анодом служит проволочное кольцо (сетка, петля из тонкой проволоки), расположенное так, чтобы не мешать освещению катода. В центре баллона находится небольшое металлическое кольцо – анод фотоэлемента. Чтобы электроды фотоэлемента не окислялись, воздух из баллона выкачан и добавлено небольшое количеством химически инертного газа (гелия), повышающего также чувствительность фотоэлемента.
Рис. Принципиальная схема включения фотоэлемента в электрическую цепь. Здесь V – фотоэлемент; R – нагрузка, GB – источник высокого постоянного напряжения (примерно 250 В).
Если к аноду и катоду подключить батарею и чувствительный электроизмерительный прибор – гальванометр, то при освещении фотоэлемента стрелка гальванометра отклонится. Значит, внутри баллона фотоэлемента течет ток. Дело в том, что свет, падая на поверхность катода, выбивает с его поверхности электроны. Анод подключен к «плюсу» батареи и поэтому электроны притягиваются к нему.
Изменяя освещенность фотоэлемента, можно регулировать силу тока. Чем сильнее освещен катод, тем больше электронов вырывается из него и тем больше будет сила тока во внешней цепи. Ток через фотоэлемент при сильной освещенности катода и высоком напряжении на аноде составляет сотни микроампер. В последнее время вместо вакуумных фотоэлементов используются полупроводниковые приборы, например, фотодиоды, фототранзисторы, фоторезисторы и др.
Полупроводниковый фотодиод имеет небольшие размеры, по сравнению с хрупким стеклянным баллоном фотоэлемента. Конструкция фотодиода мало чем отличается от полупроводникового диода: p-n-переход между двумя полупроводниковыми кристаллами с разной электрической проводимостью. При освещении фотодиода один его электрод заряжается положительно, а другой – отрицательно. Если к электродам, соединенным с кристаллами подключить нагрузку, например резистор, то через него потечет постоянный ток. Следовательно, в фотодиоде световая энергия непосредственно превращается в электрическую.
При освещении светом рабочей (светочувствительной) поверхности фоторезистора, его сопротивление уменьшается во много раз.
| Характеристики контактов | |
|---|---|
| Конфигурация контактов | 1 переключающий контакт (SPST-CO) |
| Номинальный ток/Пиковый ток | 16А/30A (120А в течение 5 мс) |
| Номинальное напряжение/Максимальное напряжение | 250В~/400В~ |
| Номинальная нагрузка AC1 | 4000 ВА |
| Номинальная нагрузка АС15 | 750 ВА |
| Номинальная мощность потребления ламп | 2000Вт – лампы накаливания/галогенные 1000Вт – люминесцентные трубки с электронным дросселем 750Вт – люминесцентные трубки с электромагнитным дросселем 400Вт – компактные люминесцентные лампы 400Вт – светодиодные лампы 400Вт – низковольтные галогенные или светодиодные с электронным дросселем 800Вт – низковольтные галогенные или светодиодные с электромагнитным дросселем |
| Минимальная нагрузка на переключение | 1000мВт (10В/10мА) |
| Стандартный материал контакта | AgSnO2 |
| Характеристики питания | |
| Номинальное напряжение (UN) | 230B AC 50/60Гц |
| Номинальная мощность | 5.2ВА (50Гц) |
| Рабочий диапазон | (0,8…1,1)UN |
| Дополнительные характеристики | |
| Электрическая долговечность при номинальной нагрузке АС1 | 100×103 циклов |
| Задание порога | 1…80 лк – стандартный диапазон 30…1000 лк – высокий диапазон |
| Гистерезис (коэф. перекл. Вкл/Выкл) | 1 |
| Время задержки ВКЛ/ВЫКЛ | 15с/30с |
| Внешний температурный диапазон | -20°C…+50°C |
| Степень защиты фотореле | IP20 |
| Характеристики чувствительного фотоэлемента | |
| Степень защиты | IP66/67 |
| Температура эксплуатации | -40°C…+70°C |
| Контакт | бескадмиевый |
| Поставка | вместе с фотореле |
| Материал кабеля для подключения | ПВХ, негорючий |
| Размер проводника | 0,5мм2 |
| Длина кабеля | 500мм |
| Максимальная температура | +90°C |
Фотоэлектронные приборы – Электровакуумные фотоэлементы
Электровакуумный (электронный или ионный) фотоэлемент представляет собой диод, у которого на внутреннюю поверхность стеклянного баллона нанесен фотокатод в виде тонкого слоя вещества, эмитирующего фотоэлектроны. Анодом обычно является металлическое кольцо, не мешающее попаданию света на фотокатод. В электронных фотоэлементах создан высокий вакуум, а в ионных находится инертный газ, например аргон, под давлением в несколько сотен паскалей (несколько миллиметров ртутного столба). Катоды обычно применяются сурьмяноцезиевые или серебряно-кислородно-цезиевые.
Свойства и особенности фотоэлементов отображаются их характеристиками. Анодные (вольт-амперные) характеристики электронного фотоэлемента Iф = f(uа) при Ф = const, изображенные на рис. 22.2, а, показывают резко выраженный режим насыщения. У ионных фотоэлементов (рис. 22.2,б) такие характеристики сначала идут почти так же, как у электронных фотоэлементов, но при дальнейшем увеличении анодного напряжения вследствие ионизации газа ток значительно возрастает, что оценивается коэффициентом газового усиления, который может быть равным от 5 до 12. Энергетические характеристики электронного и ионного фотоэлемента, дающие зависимость Iф = f(Ф) при Ua = const, показаны на рис. 22.3. Частотные характеристики чувствительности дают зависимость чувствительности от частоты модуляции светового потока. Из рис. 22.4 видно, что электронные фотоэлементы (линия 1) малоинерционны. Они могут работать на частотах в сотни мегагерц, а ионные фотоэлементы (кривая 2) проявляют значительную инерционность, и чувствительность их снижается уже на частотах в единицы килогерц.
Рис. 22.2. Анодные характеристики электронного (а) и ионного (б) фотоэлемента
Рис. 22.3. Энергетические характеристики электронного (1) и ионного (2) фотоэлемента
Рис. 22.4. Частотные характеристики электронного (1) и ионного (2) фотоэлемента
Фотоэлемент обычно включен последовательно с нагрузочным резистором RH (рис. 22.5). Так как фототоки очень малы, то сопротивление фотоэлемента постоянному току весьма велико и составляет единицы или даже десятки мегаом. Сопротивление нагрузочного резистора желательно также большое. С него снимается напряжение, получаемое от светового сигнала. Это напряжение подается на вход усилителя, входная емкость которого шунтирует резистор RH. Чем больше сопротивление RH и чем выше частота, тем сильнее это шунтирующее действие и тем меньше напряжение сигнала на резисторе RH.
Рис. 22.5. Схема включения фотоэлемента
Основные электрические параметры фотоэлементов – чувствительность, максимальное допустимое анодное напряжение и темновой ток. У электронных фотоэлементов чувствительность достигает десятков, а у ионных фотоэлементов — сотен мкА на люмен. Темновой ток представляет собой ток при отсутствии облучения. Он объясняется термоэлектронной эмиссией катода и токами утечки между электродами. При комнатной температуре ток термоэмиссии может достигать 10-10 А, а токи утечки — 10-7 А. В специальных конструкциях фотоэлементов удается значительно снизить токи утечки, а ток термоэмиссии можно уменьшить лишь охлаждением катода до очень низких температур. Наличие темнового тока ограничивает применение фотоэлементов для очень слабых световых сигналов.
Электровакуумные фотоэлементы нашли применение в различных устройствах автоматики, в аппаратуре звукового кино, в приборах для физических исследований. Но их недостатки — невозможность микроминиатюризации и довольно высокие анодные напряжения (десятки и сотни вольт) — привели к тому, что в настоящее время эти фотоэлементы во многих видах аппаратуры заменены полупроводниковыми приемниками излучения.
1. Фотометрия.
%PDF-1.6 % 1 0 obj > /Metadata 4 0 R /OCProperties > > > ] /ON [ 5 0 R ] /Order [ ] /RBGroups [ ] >> /OCGs [ 5 0 R ] >> /Pages 7 0 R /StructTreeRoot 32 0 R /Type /Catalog >> endobj 2 0 obj /CreationDate (D:20131115150853+03’00’) /Creator (Microsoft Word 2013) /ModDate (D:20131115151059+03’00’) /Producer (Microsoft Word 2013) /Title >> endobj 3 0 obj > /Font > >> /Fields 178 0 R >> endobj 4 0 obj > stream application/pdf
Фотоэлемент с внешним – Энциклопедия по машиностроению XXL
Фотоэлемент с внешним фотоэффектом — см. фотоэлемент электровакуумный. [c.164]Фотоэлементы с внешним фотоэффектом. Фотоэлемент (фиг. 84) состоит из стеклянного баллона, из которого откачан до высокого ва- [c.546]
Фотоэлементы с внешним фотоэффектом — приборы, которые основаны на явлении фотоэлектронной эмиссии. Фотоэлемент состоит из стеклянного баллона, воздух из которого откачан до высокого вакуума. Внутри помещены кольцеобразный анод и катод в виде тонкого слоя светочувствительного металла (цезий, калий), нанесенного иа внутреннюю поверхность баллона по серебряной подкладке. [c.364]
Наряду с фотоэлементами с внешним фотоэффектом находят иногда применение фотоэлементы с запирающим слоем и фотосопротивления. [c.365]
Чувствительность 364 Фотоэлементы с внешним фотоэффектом 364 [c.555]
В настоящее время для регистрации световых потоков в различных областях спектра применяются различные типы ФЭП — фотоэлементы и фотоумножители [113]. Наиболее широко применяются фотоэлементы с внешним фотоэффектом. В табл. 11 приведены данные для некоторых наиболее распространенных марок отечественных фотоэлементов, применяемых для регистрации интерференционных полос, спектральных линий и фотометрических измерений. В сравнительно широком спектральном интервале сохраняется линейная зависимость фототока этих приборов от интенсивности падающего света, что весьма удобно при [c.107]
В фотоэлектрических контрольных и измерительных устройствах применяют фотоэлементы с внешним и внутренним фотоэффектом и вентильные фотоэлементы. [c.345]
В фотоэлементах с внешним фотоэффектом используется явление эмиссии электронов с поверхности катода под воздействием светового потока. Фотоэлемент состоит из анода и катода, которые находятся в стеклянном баллоне. [c.348]
К фотоэлементам с внешним фотоэффектом относятся фотоумножители, в которых для усиления полученного фототока применяется вторичная электронная эмиссия. На коэффициент усиления влияют конструкция фотоумножителя, свойства эмиттирующих поверхностей, условия эксплуатации, линейность характеристики, стабильность работы и т. д. Фотоумножители часто применяют в фотоэлектрических измерительных устройствах. Основные характеристики фотоумножителей приведены в табл. 41. [c.349]
Фотоэлементы с внешним фотоэффектом имеют меньший срок службы, чем фотогальванические элементы их чувствительность резко уменьшается с увеличением освещенности. Эти фотоэлементы имеют высокий коэффициент чувствительности и широкий диапазон рабочих температур. [c.349]
В соответствии с изложенным различают три основных типа фотоэлементов [11] фотоэлементы с внешним, внутренним (фотосопротивления) и вентильным фотоэффектом (или фотоэлементы с запирающим слоем). [c.139]
Фотоэлементы с внешним фотоэффектом типа ионных приборов выполняются в виде вакуумных или газонаполненных приборов (фиг. 44). При облучении фотокатода ток в электрической цепи будет изменяться, что регистрируется электроизмерительным прибором. [c.139]
Анод фотоэлемента с внешним фотоэффектом выполняется в виде круглой плоской пластинки, а катод — в виде фоточувствительного слоя, нанесенного на внутренней поверхности колбы фотоэлемента. [c.140]
| Фиг. 44. Фотоэлемент с внешним фотоэффектом |
Фотоэлементы с внешним фотоэффектом типа фотоумножителей (фиг. 45) дают значительное увеличение чувствительности прибора за счет использования эффекта вторичной эмиссии. [c.140]
Существует три вида фотоэлементов с внешним фотоэффектом— явление излучения электронов с поверхности вещества под воздействием света с внутренним фотоэффектом — способность материалов уменьшать свое электрическое сопротивление под действием света с запирающим слоем — в фотоэлементе под действием света создается электродвижущая сила. [c.283]
Фотоэлементы с внешним фотоэффектом типа ионных приборов (рис. 111.10, а) бывают вакуумные и газонаполненные. Последние [c.146]
Метод закона косинусов. Из выражения (У.13) следует, что освещенность прямо пропорциональна косинусу угла между направлением светового потока и нормалью к освещаемой поверхности. Следовательно, при постоянных I г освещенность поверхности можно менять, изменяя угол падения лучей. Этот метод не следует применять, если приемниками излучения служат фотоэлементы с внешним фотоэффектом или селеновые фотоэлементы, так как освещение в этом случае происходит под переменным углом, что нежелательно. [c.271]
Этот метод неприменим, если приемником излучения является вакуумный фотоэлемент с внешним фотоэффектом. Объясняется это тем, что эти фотоэлементы практически безынерционны и фототек изменяется одновременно с изменением освещенности. [c.253]
Неодинаковые свойства глаз разных наблюдателей, их изменяемость во времени, а также трудоемкость визуальных измерений привели к широкому применению физич. (объективной) Ф. В качестве приемников и 3 луче н и я в физической Ф. применяют селеновые фотоэлементы, вакуумные фотоэлементы с внешним фотоэффектом, фотоэлектронные умножители, фотоматериалы и др. Кривые спектральной чувствительности этих приемников излучения отличаются от кривой видности. Поэтому для приведения кривых чувствительности к кривой видности перед светочувствительной поверхностью приемника излучения помещают соответствующий цветной светофильтр. Из физич. приемников излучения наибольшее применение в Ф. нашли селеновые фотоэлементы вследствие сравнительно высокой чувствительности (400— 500 мка/лм) и наибольшей близости относительной спектральной чувствительности к v . [c.344]
ФОТОЭЛЕМЕНТ С ВНЕШНИМ ФОТОЭФФЕКТОМ [c.361]
Рис. I. а — Общий вид фотоэлементов с внешним фотоэффектом б — схема включения. [c.361]
ФОТОЭЛЕМЕНТ С ВНЕШНИМ ФОТОЭФФЕКТОМ — ФОТОЭЛЕМЕНТ С ЗАПИРАЮЩИМ СЛОЕМ [c.362]
Зависимость / от освещенности (световая характеристика) имеет нелинейный характер. Нелинейность увеличивается с ростом Ф (рис. 3). В отличие от фотоэлементов с внешним фотоэффектом, Ф. с а. с. под действием излучения вырабатывают собств. эдс, т. е. являются преобразователями лучистой энергии в электрическую. [c.363]
Другой прием увеличения фототока основан на вторичной электронной эмиссии и реализован в фотоэлектронных умножителях (ФЭУ). у ФЭУ такая же, как у вакуумных фотоэлементов. Коэфф. ФЭУ может быть сделан очень большим (см. табл.). Фотоэлементы с внешним фотоэффектом в зависимости от природы фотокатода, определяющей их спектральную чувствительность, применяются в диапазоне от ультрафиолетовой области спектра до Я = 1,2 мкм. [c.199]
Огромное разнообразие задач, решаемых с помощью фотоэлементов, вызвало к жизни чрезвычайно большое разнообразие типов фотоэлементов с различными техническими характеристиками. Выбор оптимального типа фотоэлементов для решения каждой конкретной задачи основывается на знании этих характеристик. Для фотоэлементов с внешним фотоэффектом (вакуумных фотоэле-.. ментов) необходимо знание следующих характеристик рабочая область спектра относительная характеристика спектральной чувствительности (она строится как зависимость от длины волны падающего света безразмерной величины отношения спектральной чувствительности при монохроматическом освещении к чувствительности в максимуме этой характеристики) интегральная чувствительность (она определяется при освещении фотоэлемента стандартным источником света) величина квантового выхода (процентное отношение числа эмиттированных фотоэлектронов к числу падающих на фотокатод фотонов) инерционность (для вакуумных фотоэлементов она определяется обычно через время пролета электронов от фотокатода к аноду). Важным параметром служит также темновой ток фотоэлемента, который складывается из термоэмиссии фотокатода при комнатной температуре и тока утечки. [c.650]
Этим видам фотоэффекта соответствуют три основные группы фотоэлементов — приборов, превращающих световую энергию в энергию электрического тока фотоэлементы с внешним фотоэффектом (вакуумные и газонаполненные) фотоэлементы с внутренним фотоэффектом (фотосопротивления или фоторезисторы) фотоэлементы с запирающим слоем (вентильные или нолуиронодниковые). [c.156]
| Рис. 2. Схема фотоэлемента с внешним (а) и внутренним (б) фотоэффектом К — фотокатод А — анод Ф — световой поток р и п — области полупроводника с донорной и акцепторной проводимостями Е—источник носюянного тока, служащий для создания в пространстве между К и А электрического поля, ускоряющею фотоэлектроны Л — на(рузка. Пунктирной линией обозначен /)- -переход. |
Примечание. Первые называют фотоэлементами с внешним фотоэффектом, вторые – вентилы1ыми фотоэлементами или фотоэлементами с запирающим слоем. [c.63]
Точность метода, основанного на законе Тальбота, зависит от точности выполнения вырезов в диске и от стабильности его угловой скорости. Такое светоослабляющее устройство не изменяет спектрального состава излучения. Этот метод не применим, если приемником излучения является вакуумный фотоэлемент с внешним фотоэффектом. Объясняется это тем, что эти фотоэлементы практически безынерционны, и фототок точно изменяется вслед за изменением освещенности. [c.273]
Для целей Ф. разработаны спец. измерительные вакуумные фотоэлементы с внешним фотоэффектом, конструкция которых обеспечивает низкую величину темпового тока и линейность световой характе]ш-стики в широких нределах изменения освещенности катода. Песелективное уменьшение светового потока в известном отношении, необходимое для ряда фотометров, может быть достигнуто увеличением расстояния от источника света до приемника, применением вращающихся поглотителей (дисков с секторными вырезами), диафрагмированием однородного светового пучка. Обычно невелика селективность нри ас-лаблении света ноляризацией (двумя скрещенными Hj)h4MaMU Николя). Заметной селективностью обладают се1)ые, так называемые нейтральные свето-фильтры. [c.344]
ФОТОЭЛЕМЕНТ С ВНЕШНИМ ФОТОЭФФЕКТОМ — вакуумный или газонаполненный прибор, основанный па эмиссии электронов в вакуум под действием света (см. Фотоэффект внешний). Основные элементы прибора — фотокашод и коллектор электронов (анод) фоточувствит. слой наносится либо нено-сродствонно на стеклянный баллон, либо на металлич. слой (п о д л о ж к у), предварительно осажденный на стекло, либо на поверхность металлич. пластинки, смонтированной внутри баллона (рис. 1, а). [c.361]
Рпс. 2. Вольтамперпые характеристики фотоэлементов с внешним фотоэффектом а) вакуумных, б) газонаполненных Ф- > 1. [c.362]
Ф. наз. также вакуумные и газонаполненные приборы, де11ствие к-рых основано на фотоэлектронной эмиссии (см. Фотоэлементы с внешним фотоэффектом). Характеристики этих Ф. определяются гл. обр. типом фотокатода. я, А. Соболева. [c.363]
П. и. и изменяется в очень широких пределах (см. Инфракрасное излучение). К фотозлектрич. приемникам относятся различного рода фотоэлементы [с внешним фотоэффектом, с внутр. фотоэффектом (или фотосопротивления), с запирающим слоем (или вентильные фотоэлементы)], фотодиоды, фотозлектрич. агсюды электронно-оптических преобразователей, счетчики фотонов. [c.199]
В вакуумных фотоэлементах с внешним фотоэффектом ток /ф пропорционален потоку излучения, /ф == = (Я.) Ф (X) в том случае, если все вылетающие из фотокатода электроны попадают на анод, но во многих фотоэлементах такая линейная зависимость соблюдается лишь при малых потоках. т у вакуумных фотоэлементов мала (10 —10″ сек). Мал обычно и фототок ( 10 а), для его увеличения баллон наполняют инертным газом при низком давлении (т. н. га-зопаполнеппые фотоэлементы) у газонаполненных фотоэлементов значительно больше, чем у вакуумных, по они еще менее линейны (см. табл.). [c.199]
Базовое введение в фотоэлемент – Utmel
В этой статье рассматривается описание фотоэлемента, которое включает процесс, принципиальную схему, формы и применения фотоэлемента. Фотоэлемент – это, по сути, своего рода резистор, который можно использовать для регулировки его сопротивления в зависимости от силы света. Они дешевы, их легко приобрести, а также имеют спецификации различных размеров. По сравнению с другими устройствами, каждый фотоэлемент может работать по-разному, даже если он принадлежит к одному семейству.
Каталог
Ⅰ Что такое фотоэлемент?
Фотоэлемент можно охарактеризовать как светочувствительный модуль. В широком спектре применений, таких как освещение от заката до восхода солнца, это может быть использовано путем подключения к электрической или электронной схеме, которая механически включается при низкой интенсивности света. Они также используются в других приложениях, таких как автоматические двери и датчики вторжения.
фотоэлемент
Фотоэлементы легкие, дешевые, маломощные, удобные в использовании и не изнашиваются.В них также есть куклы, гаджеты и приспособления для этой цели. Обычно упоминаются элементы CdS (сделанные из сульфида кадмия), светозависимые резисторы (LDR) и фоторезисторы.
Для большинства светочувствительных приложений, таких как «светлый или темный», «есть ли что-нибудь перед датчиком (блокирующее свет)», «есть ли что-нибудь, прерывающее лазерный луч» (датчики прерывистого луча ), или «какой свет попадает в него от различных датчиков», фотоэлементы будут хорошим вариантом!
Одним из типов датчиков является фотоэлемент, который можно использовать для обнаружения света.Они очень тонкие, маломощные, экономичные, очень простые в использовании и являются ключевыми характеристиками фотоэлементов. Для этих целей они широко используются в гаджетах, играх и технике. Сульфид кадмия (CdS) часто называют такими сенсорами. Из них состоят фоторезисторы и LDR.
Эти датчики идеально подходят для устройств, чувствительных к свету, например для светочувствительных устройств, которые в противном случае отключились бы. Если блокирующий свет находится перед датчиком, если есть что-то, что мешает лучу лазера, датчики, которые касаются большей части света.
Ⅱ Работа фотоэлементов
Вакуумированная стеклянная трубка, содержащая два электрода, таких как коллектор и эмиттер, может использоваться для создания фотоэлемента. Форма вывода эмиттера примет форму полуполого цилиндра. При отрицательном потенциале это все еще планируется. Контур вывода коллектора может иметь форму металла, который может быть расположен на частично цилиндрической оси эмиттера. Это может постоянно поддерживаться на положительном выводе.Вытяжную стеклянную трубку можно установить на неметаллическое основание, а для внешнего крепления на основании предусмотрены штифты.
Теория работы фотоэлемента будет зависеть от явления электрического сопротивления и фотоэлектрического эффекта. Это может быть использовано для преобразования электрической энергии в световую.
Положительная (+ ve) клемма батареи подключена, а клемма эмиттера подключена к отрицательной (-ve) клемме и клемме коллектора. Частота излучения в эмиттере будет выше, чем пороговая частота материала, поэтому произойдет утечка фототонны.Электроны фотонов попадают на путь коллектора. Здесь, что касается вывода эмиттера, вывод коллектора является положительным выводом. Следовательно, там будет движение тока внутри цепи. Если сила излучения повышается, то увеличивается фотоэлектрический ток.
Ⅲ Принципиальная схема фотоэлементов
Фотоэлемент, используемый в схеме, иначе называется схемой с переключением транзисторов, как схема обнаружения темноты. Макетная плата, перемычки, батарея-9В, транзистор 2N222A, фотоэлемент, резисторы-22 кОм, 47 Ом и светодиоды – необходимые компоненты для построения схемы.
В двух условиях, например, когда светло и темно, вышеуказанная схема фотоэлемента работает.
Сопротивление фотоэлемента меньше в первом примере, а затем будет протекать ток во второй резистор, такой как 22 кОм и фотоэлемент. Транзистор 2N222A здесь действует как изолятор. Полоса, содержащая LED1, R1 и транзистор, также будет отключена.
Во втором примере сопротивление фотоэлемента велико, и тогда полоса схемы изменится.Таким образом, будет иметь место низкое сопротивление базы транзистора или фотоэлемента.
Когда на вывод базы транзистора подается питание, транзистор 2N222A работает как проводник. ON будет полоса, включая вывод, резистор R1 и 2N222A, и светодиод будет мигать. Но если на клемму базы транзистора подается питание, тогда транзистор будет вести себя как проводник, тогда светодиод включится.
Ⅳ Типы фотоэлементов
Доступны различные типы фотоэлементов.
Фотоэлектрические
Устройства с зарядовой связью
Фоторезистор
Элемент Голея
Фотоумножитель
1) Фотоэлемент
Ключевое назначение фотоэлемента на электричество – переключение энергии с солнечной энергии. Когда фотоны бьют электроны через клетку в высокоэнергетическое состояние, возникает функциональный ток.
2) Устройства с зарядовой связью
Научному сообществу следует использовать систему с зарядовой связью, потому что это очень последовательный и точный фотодатчик.Если возможно использовать заряд, производимый фоточувствительными датчиками, для анализа ряда объектов, от галактик до просто молекул.
3) Фоторезистор
LDR – это один из типов систем для датчиков, удельное сопротивление которых может быть уменьшено за счет количества экспонируемого света. В своих приложениях экспонометры камеры и сигнализация используют недорогие фоторезисторы.
4) Ячейка Голея
Для измерения ИК-излучения в основном используется ячейка Голея.На одном конце цилиндр из почерневшей металлической пластины заполнен газом ксеноном. Газ внутри цилиндра нагревается и перекручивает эластичную диафрагму на другом конце инфракрасного излучения, падающего на почерневшую пластину. Здесь движение используется для определения мощности источника энергии.
5) Фотоумножитель
Фотоумножитель – это очень чувствительный датчик. Непонятный свет можно умножить в сто миллионов раз.
Ⅴ Применение фотоэлементов
В автоматическом освещении фотоэлементы используются для активации, когда становится темно, а включение / выключение уличного освещения в основном зависит от дня, будь то день или ночь.
Во время бега они используются как таймеры для расчета скорости бегуна.
Для подсчета автомобилей на дороге используются фотоэлементы.
Они используются вместо переменных резисторов и фотоэлектрических элементов.
Используются для определения силы света в люксметрах.
Используются как переключатели, так и датчики.
Используются для защиты вора от охранной сигнализации.
В робототехнике они используются везде, где они заставляют роботов прятаться в темноте из поля зрения, иначе они следуют за маяком или линией.
Они используются в экспонометрах, которые можно использовать с камерой, чтобы получить хороший снимок и узнать правильное время экспозиции.
При воспроизведении звука, которое можно записать на кинопленку, используются фотоэлементы.
Они используются в огнях от заката до рассвета.
Фотоэлементы и таймеры – электрические 101
Фотоэлементы и таймеры – это переключатели, которые включаются и выключаются автоматически.Фотоэлементы обычно используются для управления освещением. Таймеры используются для управления вентиляторами, водяными насосами, системами управления поливом и т. Д. Фотоэлементы и таймеры имеют номинальную мощность. Не превышайте номинальную мощность нагрузки на этих переключателях. Вы можете использовать инструкции по номинальной мощности диммера для расчета номинальной мощности фотоэлементов и других типов переключателей.
Фотоэлементы
Фотоэлементы – это тип переключателя, который автоматически включается утром (восход солнца) и выключается ночью (закат).Чаще всего они используются для управления освещением. Фотоэлементы лучше, чем таймеры для освещения, из-за различий во времени восхода и захода солнца. Большинство новых фотоэлементов совместимы с КЛЛ (проверьте комплектность фотоэлементов на предмет совместимости). Некоторые КЛЛ доступны со встроенными фотоэлементами
Часы времени
Часы времени – это тип переключателя, который используется для включения и выключения в соответствии с определенным временем дня или в течение определенного периода времени.Часы обычно используются в системах орошения.
Часы имеют встроенные часы
Таймерные переключатели
Таймер можно настроить на включение на определенное время, а затем автоматическое выключение по истечении этого периода времени.Этот тип таймера не повторяется, он включается один раз и выключается один раз.
Фотоэлемент управляет светом крыльца
Схема подключения фотоэлемента и таймера 1
Электропроводка фотоэлемента и таймера
Провода фотоэлемента и переключателя таймера имеют линию (черный), нагрузку (красный), нейтраль (белый) и заземление (зеленый).
Черный линейный провод подключается к линейному напряжению от панели, красный провод нагрузки подключается к свету (ам), белый нейтральный провод подключается к нейтральным проводам цепи.
Зеленый провод заземления подключен к другим заземляющим элементам внутри распределительной коробки.
Схема заземления показана отдельно.
CFL со встроенным фотоэлементом
Лампочка в гнезде фотоэлемента
Схема подключения фотоэлемента и таймера 2
Использование CdS Photoresistor-Photocell Tutorial
Различные фотоэлементы CdS
by Lewis Loflin
Фоторезистор (или фотоэлемент) на основе сульфида кадмия (CdS) – это устройство, которое изменяет сопротивление в зависимости от интенсивности света.Он чувствительный, быстрый и существует уже несколько десятилетий. Его часто используют в уличных фонарях и в качестве «электрического глаза». Обратите внимание, что сопротивление уменьшается с миллионов Ом в темноте до нескольких сотен Ом при ярком свете. Простой тест – использовать омметр и посмотреть, как сопротивление изменяется в зависимости от интенсивности света.
В приведенной выше схеме (рис. A) R1 представляет собой фотоэлемент из CdS, включенный последовательно с резистором на 1000 Ом. 5 вольт от VCC делятся на R1 и R2 пропорционально их сопротивлению.Например, если R1 = R2, на каждом компоненте будет отображаться 2,5 Вольт. Используя вольтметр постоянного тока (черный провод на земле, красный провод на V), вы получите 2,5 В. (Или любое другое значение в зависимости от конкретной ячейки CdS и интенсивности света.)
Подключив вольтметр к ячейке CdS (черный провод к V и красный к Vcc), вы получите показание 2,5 вольт. Если провода измерителя перевернуты, скажем, красный к земле и черный к V, показание напряжения будет отрицательным 2,5 вольт с цифровым измерителем.
Примечание: напряжение на R1 плюс напряжение на R2 при сложении будет равно Vcc.Это свойство последовательных цепей, где каждый компонент имеет одинаковый ток, протекающий через них, но напряжение делится в зависимости от сопротивления.
По мере увеличения интенсивности света до R1 напряжение на R2 будет увеличиваться, в то время как напряжение на R1 уменьшится. Это связано с тем, что сопротивление R1 уменьшается с увеличением интенсивности света, в то время как сопротивление R2 остается неизменным. Напряжение делится в зависимости от сопротивления, при этом на большее сопротивление приходится большее падение напряжения. Как и в предыдущем случае, напряжение на R1 плюс напряжение на R2 все равно добавятся к Vcc.На рисунке B выше у нас есть противоположное значение напряжения, потому что части перевернуты. Напряжение от земли до V будет уменьшаться по мере увеличения интенсивности света.
Выход на V можно использовать с аналого-цифровым преобразователем микрокомпьютера для измерения силы света. Давайте рассмотрим еще одно приложение.
Быстрая навигация:
Использование компаратора с CdS
На изображении выше показан счетверенный компаратор Lm339, управляющий реле. Когда напряжение на входе «-» (контакт 5) превышает напряжение на входе «+» (контакт 6), выходной (внутренний) транзистор с открытым коллектором на контакте 2 переключается на массу, активируя реле K1.(D4 используется для защиты Lm339 от скачков напряжения, генерируемых K1 при отключении.
По мере увеличения интенсивности света сопротивление R5 уменьшается, напряжение на R7 будет расти до тех пор, пока напряжение на Tp2 не превысит напряжение, установленное R4, активируя реле. Если мы используем R6 и R8, реле срабатывает, когда становится темно. Подробнее о компараторах см. Vc.htm. Для той же схемы, что и выше, с использованием uA741 OP-AMP, см. Cir1.jpg.
На рис. 3 выше ячейка CdS используется последовательно с реле на 120 В переменного тока.В течение дня сопротивление элемента CdS низкое, что приводит к срабатыванию реле и разрыву соединения с лампой. Ночью повышенное сопротивление отключает реле. На схеме показано состояние цепи ночью.
На рис. 4 по мере падения сопротивления CdS на затвор симистора подается ток, включающий лампу. См. Мою страницу с симисторами.
Термисторы, которые я купил на Ebay
Термистор
Термистор – это тип резистора, сопротивление которого изменяется в зависимости от его температуры.Это слово представляет собой сочетание термика и резистора. Самуэль Рубен изобрел термистор в 1930 году. Он отличается от механического термостата, который использует расширение / сжатие металлов для разрыва контакта. Если сопротивление увеличивается, мы говорим, что у него положительный коэффициент. Если уменьшается – отрицательный коэффициент. Они используются не по отдельности, а с другой электроникой. Термисторы могут использоваться в тех же схемах, что и ячейки CdS. Термистор не следует путать с термопарой или термостатом.
Обозначение термистора
И следующие два видео:
Фотоэлемент: конструкция, работа и применение
Наука> Физика > Фотоэлектрический эффект > Применение фотоэлектрических элементовФотоэлемент или фотоэлемент или фотоэлемент – это электронное устройство, которое работает по принципу фотоэлектрического эффекта и преобразует световую энергию в электрическую.
Строительство:
Фотоэлементсостоит из вакуумированной стеклянной трубки, содержащей два электрода: эмиттер (C) и коллектор (A). Излучатель имеет форму полуполого цилиндра. Он всегда имеет отрицательный потенциал. Коллектор выполнен в виде металлического стержня и закреплен на оси полуцилиндрического излучателя. Коллектор всегда имеет положительный потенциал. Стеклянная трубка установлена на неметаллическом основании, а в основании предусмотрены штыри для внешнего подключения.
Рабочий:
Эмиттер подключается к отрицательной клемме, а коллектор подключается к положительной клемме батареи. На излучатель попадает излучение с частотой больше пороговой частоты материала эмиттера. Имеет место фотоэмиссия. Фотоэлектроны притягиваются к коллектору, который является положительным по отношению к коллектору. эмиттер. Таким образом, в цепи течет ток. Если интенсивность падающего излучения увеличивается, фотоэлектрический ток увеличивается.
Применение фотоэлементов:
- Фотоэлемент используется для воспроизведения звука, записанного на кинопленку.
- Фотоэлемент используется в экспонометре. Экспонометр используется вместе с камерой, чтобы знать правильное время выдержки для получения хорошей фотографии.
- Фотоэлемент используется в люксметре. Он используется для определения интенсивности света.
- Фотоэлемент используется в охранной сигнализации.Это устройство хранится рядом с сейфом для защиты от вора.
Использование фотоэлементов для воспроизведения звука с Кинофильм:
Фотоэлемент используется для воспроизведения звука, записанного на кинопленку. В кино звук фильма записывается на пленку действий в виде тонкой прозрачной полосы. Эта тонкая прозрачная полоска называется звуковой дорожкой. Прозрачность саундтрека зависит от вариации частоты записываемого звука.С помощью фотоэлемента звук воспроизводится из фонограммы.
Когда фильм запускается в проекторе, свет проектора этой звуковой дорожки попадает на фотоэлемент. Из-за изменения звуковой дорожки происходит изменение интенсивности звука, и, таким образом, изменяется фотоэлектрический ток. Ток усиливается и подается на динамики.
Использование фотоэлементов в охранной сигнализации:
Фотоэлектрический элемент используется в охранной сигнализации. Это устройство хранится рядом с сейфом для защиты от вора.Охранная сигнализация – это устройство, которое используется для обнаружения злоумышленника, вора рядом с ценными, ценными вещами, такими как сейф.
Устройство состоит из фотоэлемента и инфракрасного источника света. Свет от источника инфракрасного излучения непрерывно падает на фотоэлемент, обеспечивая непрерывный фотоэлектрический эффект. Таким образом, фотоэлектрический ток в ячейке протекает непрерывно. Когда вор преграждает путь инфракрасному свету, свет, падающий на фотоэлемент, отключается, и фотоэлектрический ток в элементе прекращается, срабатывает релейная цепь, и сирена начинает гудеть.
Использование фотоэлементов в экспонометре:
Фотоэлектрический элемент используется в экспонометре. Экспонометр используется вместе с камерой, чтобы знать правильное время выдержки пленки для получения хорошей фотографии. Чтобы получился хороший снимок, если яркость света больше, экспозиция пленки должна быть меньше. Если интенсивность света меньше, экспозиция пленки должна быть больше. Экспонометр – это устройство, прикрепленное к камере, которое определяет экспозицию пленки.
Экспонометр состоит из фотоэлемента, к которому последовательно подключены чувствительный миллиамперметр и батарея. Фотоэлектрический ток, производимый в ячейке, прямо пропорционален интенсивности света.
Если отклонение миллиамперметра небольшое, фотоэлектрический ток будет небольшим. Это указывает на то, что интенсивность света мала. Таким образом, время выдержки должно быть больше. Если отклонение миллиамперметра велико, фотоэлектрический ток велик. Это указывает на то, что интенсивность света больше.Таким образом, время выдержки должно быть меньше.
Предыдущая тема: Численные задачи фотоэлектрического уравнения Эйнштейна
Для получения дополнительных тем по физике щелкните здесь
Наука> Физика > Фотоэлектрический эффект > Применение фотоэлементовКак использовать фотоэлемент для нормально замкнутой цепи
как использовать фотоэлементВсем привет.У меня есть этот проект, но я не могу понять, как заставить фотоэлемент делать то, что мне нужно. Будем очень признательны за любые предложения.
ЗАДАЧА: Как можно экономичнее интегрировать потребительский (розничный) дымовой извещатель с батарейным питанием в фирменную беспроводную систему безопасности. Компоненты
: Первым компонентом является дымовой извещатель на 9 В постоянного тока с ультра ярким белым аварийным светом (светодиодом), который включается вместе с звуковым сигналом во время дымовой / пожарной сигнализации. Второй компонент представляет собой беспроводной передатчик с питанием от батареек 3 В постоянного тока, имеющий нормально замкнутую цепь (2.4 В постоянного тока с циркуляцией) и оснащен двухжильным кабелем диаметром 15 дюймов (обычно подключаемым к выводам магнитного контакта). Наконец, есть пульт безопасности, который принимает РЧ-сигнал от передатчика (ов) и активирует охранную сигнализацию.
МЕТОД: Используйте один фотоэлемент, припаянный к двум проводным выводам беспроводного передатчика, а затем очистите силиконовый фотоэлемент (обращенный внутрь) к прозрачной крышке аварийного света детектора дыма. Стоимость: 2,50 доллара.
ПРОБЛЕМА: Фотоэлемент – это резистор, который позволяет току свободно проходить через него при наличии света и ограничивает (блокирует) прохождение тока в отсутствие света.Подключенный к моему передатчику, он будет действовать как нормально разомкнутая цепь в отсутствие света – мне нужен фотоэлемент, чтобы делать наоборот. В темноте мне нужно, чтобы 2,4 В постоянного тока проходили через провода беспроводного передатчика, чтобы замкнуть цепь (замкнутая цепь) обратно к передатчику. Затем при срабатывании пожарной / дымовой сигнализации загорится аварийный свет, и фотоэлемент отреагирует размыканием цепи. Передатчик обнаружит открытие и отправит радиосигнал на пульт безопасности. После этого консоль отреагирует на охранную тревогу.
ВОПРОС: Как мне изменить действие фотоэлемента? У меня есть подозрение, что мне нужно использовать SPDT-реле 5 В постоянного тока (однополюсное, двухпозиционное), но я не знаю, что подключить к катушке, а что подключить к цепи (и, похоже, мне понадобится другой источник питания для переключения реле). Любая помощь будет принята с благодарностью! Спасибо за внимание.
Схема включения фотоэлемента учебного средства IED
Схема включения фотоэлемента учебного средства IEDМагазин не будет работать корректно, если куки отключены.
Похоже, в вашем браузере отключен JavaScript. Для наилучшего взаимодействия с нашим сайтом обязательно включите Javascript в своем браузере.
перейти к содержанию SKU ICK9930- Технология: мм-волна, портативный рентгеновский аппарат, обратное рассеяние, компьютерная томография, системы генерации одиночного и множественного рентгеновского излучения
Рентгенокорректный, инертный, светочувствительный контур срабатывания фотоэлемента содержит все необходимые компоненты самодельного взрывного устройства (СВУ).Схема полностью работоспособна и покажет, что выключатель зажигания был активирован, путем включения светодиода в капсюле-детонаторе. Печатная плата содержит батарею для корректного рентгеновского излучения, провод, выключатель, детонатор и инертное взрывчатое вещество.
Работает от батареи 9 В и представляет собой устройство, которое активируется при открытии контейнера, в котором находится фотодиод. Когда диод горит, он замыкает цепь. Имитатор M112 C-4 будет реагировать в рентгеновских лучах, как если бы он был живой версией, поскольку он разработан, чтобы иметь такую же плотность и эффективный атомный номер (Z eff ).
Этот продукт не содержит взрывчатых или зажигательных материалов. Любые смоделированные материалы инертны и не подлежат удалению или замене. Этот продукт предназначен исключительно для целей обучения, и заказчик заявляет и гарантирует, что этот продукт не будет использоваться вне контролируемой среды обучения. Заказчик несет полную ответственность за любое неправильное обращение, неправильное или незаконное использование этого продукта. Заказчик заявляет и гарантирует, что он ввел меры контроля для обеспечения того, чтобы этот продукт учитывался и использовался только для учебных приложений.DSA не несет ответственности за неправильное обращение, неправильное использование или незаконное использование или применение этого продукта. Клиент соглашается защищать, защищать, обезопасить и освободить DSA, включая его должностных лиц, директоров, сотрудников и агентов, от любых судебных исков, требований, требований, действий, обязательств, убытков, убытков, издержек и расходов (включая адвокатов). гонорары и судебные издержки), связанные с покупкой, использованием или продажей этого объекта.
Сопутствующие товары
Ток и напряжение
Ток и напряжение
Напряжение фотоэлемента
Энергия, которую полупроводник может поглощать из света, зависит от ширины запрещенной зоны, разницы энергий между молекулярными орбиталями, заполненными самой высокой энергией, и незаполненными орбиталями с самой низкой энергией.Дополнительная энергия (в джоулях), которую электрон имеет в возбужденном состоянии полупроводника, равна заряду этого электрона (в кулонах, Кл), умноженному на напряжение. Заряд 1 электрона равен 1,6 x 10 -19 кл.
Напряжение – это энергетический термин. Максимальное напряжение кремниевого солнечного элемента составляет от 0,5 до 0,6 В.
Ток фотоэлемента
Когда кремниевый полупроводник поглощает электрон и переходит в возбужденное состояние, он может вернуться в основное состояние, когда электрон:- (a) проходит через внешнюю цепь и выполняет работу, или
(b) рекомбинирует со своей «дырой» и теряет избыточную энергию в виде тепла.
Наличие p-n-перехода с кремнием, легированным p-примесью, и кремнием, легированным n-типом, увеличивает вероятность того, что электрон пройдет через внешнюю цепь.
Число электронов, проходящих через внешнюю цепь каждую секунду, – это ток I, измеренный в амперах. Ток пропорционален количеству фотонов, попадающих на полупроводник за секунду, или интенсивности света.
На рисунке справа показан ток, вырабатываемый фотоэлементом, когда интенсивность солнечного света составляет 200 Вт на метр, 600 Вт на метр и 1000 Вт на метр.Обратите внимание, что напряжение не меняется с интенсивностью света.
Ток – это коэффициент скорости, с которой электроны проходят через цепь.
Мощность
При производстве электроэнергии важна мощность. Мощность – это скорость, с которой доставляется энергия. Ватт равен 1 джоуль в секунду. P = V x IПоследовательные и параллельные соединения
Фотоэлементы соединены последовательно и параллельно, образуя массивы фотоэлектрических элементов.Параллельно, когда положительные электроды каждой ячейки соединены вместе, а отрицательные электроды каждой ячейки соединены вместе, напряжение равно напряжению отдельной ячейки, а ток – это сумма тока каждой ячейки.
