POLITECHNIKA LUBELSKA

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

Skład grupy: Data wykonania:

1. Janusz Pluta 96-04-18

2. Dariusz Mysiak

3. Hubert Maluta

LABORATORIUM INSTALACJI I OŚWIETLEŃ ELEKT.

Nr ćwiczenia:1

Temat: Badanie selenowego ogniwa fotoelektrycznego.

Ocena:

1.Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zbadanie: zależności prądu fotoelektrycznego od kąta padania od światła na powierzchnię ogniwa oraz zależności prądu fotoelektrycznego od natężenia oświetlenia na ogniwie przy różnych opornościach zewnętrznych.

2.Opis stosowanego ogniwa.

Ogniwo selenowe jest często stosowanym elementem pomiarowym, jego działanie jest oparte na wyzwalaniu w półprzewodniku elektronów pod wpływem działania promieni świetlnych,

oraz tworzeniu warstwy zaporowej na powierzchni styku przewodnika z półprzewodnikiem.

Pod wpływem światła padającego na ogniwo wyzwalane są elektrony tworzące potencjał ujemny metalu względem półprzewodnika.

1. Badanie zależności prądu fotoelektrycznego od natężenia oświetlenia na ogniwie

dla różnych oporności zewnętrznej obwodu ogniwa.

Wzorzec światła w ćwiczeniu zasilany został napięciem U= 220 V , f=50 Hz

Dane rezystora szeregowego i bocznikowych :

R_S= 4000 Ω

R_A= 100 kΩ

dla R_Z= 200 Ω R_B= 200,4 Ω

R_Z= 1000 Ω R_B= 1009,7 Ω

R_Z= 5000 Ω R_B= 5252.5 Ω

Obliczenie odległości od źródła światła :

r== 2.8 m

schemat układu pomiarowego: R_s

Tabela pomiarowa:

E	r	Rz= 200 W	Rz= 1000 W	Rz= 5000 W
		i	i	i
lx	m	mA	mA	mA
50	2.8	11	9.5	10.2
60	2.6	11.5	10	11
70	2.4	12.5	10.5	12
80	2.2	13.5	11.5	12.5
90	2.1	13.75	12	13
100	2.0	14.2	12.2	13.8
200	1.4	17.5	15	17
300	1.2	19.2	16.2	18.5
400	1	19.3	17.5	20
500	0.9	20.5	18.2	21
600	0.8	21.5	19	22
700	0.75	22	23.5	22.5
800	0.7	22.5	24	24
900	0.66	23	24.8	24.8
1000	0.6	23.5	25.5	25.5
2000	0.45	25

4.Badanie zależności prądu fotoelektrycznego od kąta padania światła na powierzchnie ogniwa.

R_b=1009,7 Ω

R_S=4000 Ω

l=1,35 m

Kąt padania	Bez nasadki korekcyjnej		Z nasadką korekcyjną
[^o]	α --> [Author:(null)]	(cosα-1) *100%	α	(cos α-1 ) *100%
		cosα		cos α
w lewo
0	20	-6.49	10	-1.54
10	20	-6.49	9.8	-1.48
20	19.8	-6.38	8.5	-1.11
30	19.5	-6.15	7.8	-0.93
40	18.5	-5.48	6.5	-0.64
50	17.25	-4.71	5.8	-0.51
60	10.25	-1.62	4	-0.24
70	7.5	-0.9	2.5	-0.09
80	0.25	-0.1	0	0
90	0	0	0	0
w prawo
0	20	-6.49	10	-1.54
10	20	-6.49	10.2	-1.6
20	18.2	-5.25	9.2	-1.3
30	18	-5.14	9	-1.24
40	17.8	-5.03	8.8	-1.19
50	17	-4.57	8	-0.98
60	15.5	-3.77	6.5	-0.64
70	13.5	-2.84	6	-0.55
80	5,5	-0.46	2	-0.06
90	0	0	0	0

Wnioski.

Natężenie prądu fotoelektrycznego i_f płynącego przez mikroamperomierz zależy od natężenia oświetlenia na powierzchni oraz od oporności obwodu zewnętrznego. Proporcjonalność prądu fotoelektrycznego i_f od natężenia oświetlenia E na powierzchni ogniwa (i_f=k*E) jest zachowana tylko przy małych opornościach obwodu zewnętrznego R_Z<100 Ω. Przy wzroście wartości R_Z proporcjonalność ta ulega odchyleniu w kierunku zmniejszającego się prądu fotoelektrycznego.

Teoretycznie strumień świetlny padający na powierzchnie ogniwa maleje wraz z kosinusem kąta padania promieni. Praktycznie jednak, na skutek przysłaniającego działania obrzeża ogniwa (pierścień metalowy a także, o ile jest, oprawa filtra korekcyjnego ) część powierzchni światłoczułej ogniwa nie zostaje naświetlona i prąd fotoelektryczny będzie malał szybciej niż wynika to z wartości kosinusa kąta padania promieni.Ponadto przy ukośnym padaniu strumienia świetlnego na gładką powierzchnię światłoczułą ogniwa, pokrytą zwykle przezroczystą osłona dla ochrony od wpływów zewnętrznych (lakier bezbarwny, szkło), większa część strumienia padającego zostanie odbita niż przy prostopadłym padaniu promieni światła.

Zastosowanie nasadki korekcyjnej powoduje w pewnym stopniu fakt iż wartość prądu fotoelektrycznego maleje.

---