Politechnika Lubelska |
Laboratorium instalacji i oświetlenia |
||||
|
Wydział: Elektryczny Grupa: ED 6.4 |
Mitura Maciej Moskal Tomasz Muszyński Marcin |
|||
Ćwiczenie nr: 1 |
Temat: Badanie selenowego ogniwa fotoelektrycznego |
||||
Data wykonania: 03-03-2005r. |
Ocena: |
Data: |
Podpis: |
Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest zbadanie: zjawiska dojrzewania ogniwa, zależności prądu fotoelektrycznego od kąta padania światła na powierzchnię ogniwa, zależności prąd fotoelektrycznego od natężenia oświetlenia na ogniwie przy różnych opornościach zewnętrznych.
Schemat układu pomiarowego:
Pkt.1. Badanie zależności prądu fotoelektrycznego od natężenia oświetlenia na ogniwie dla różnych oporności zewnętrznych obwodu ogniwa.
Tabela 1.
Ogniwo, oporność wewnętrzna mikroamperomierza Rw = 36 |
||||||||||||||||
Wzorzec światłości: Iw = 232,48 cd, =2920 lm, U = 225 V |
||||||||||||||||
Ex |
r |
Rz = 200 |
Rz = 1000 |
Rz = 5000 |
||||||||||||
lx |
m |
Rb |
Rs |
|
i |
|
Rb |
Rs |
|
i |
|
Rb |
Rs |
|
i |
|
|
|
|
|
dz |
mA |
lm |
|
|
dz |
mA |
lm |
|
|
dz |
mA |
lm |
40 |
2,41 |
240 |
164 |
4 |
20 |
2918 |
1200 |
964 |
1,5 |
7,5 |
2918 |
6000 |
4964 |
2 |
10 |
2918 |
50 |
2,16 |
|
|
5 |
25 |
2930 |
|
|
2 |
10 |
2930 |
|
|
2 |
10 |
2930 |
60 |
1,97 |
|
|
6 |
30 |
2925 |
|
|
3 |
15 |
2925 |
|
|
2,2 |
11 |
2925 |
70 |
1,82 |
|
|
6 |
30 |
2912 |
|
|
3 |
15 |
2912 |
|
|
2,4 |
12 |
2912 |
80 |
1,7 |
|
|
6 |
30 |
2904 |
|
|
3 |
15 |
2904 |
|
|
3,5 |
17,5 |
2904 |
90 |
1,61 |
|
|
9 |
45 |
2930 |
|
|
4,5 |
22,5 |
2930 |
|
|
3,8 |
19 |
2930 |
100 |
1,52 |
|
|
10 |
50 |
2902 |
|
|
5 |
25 |
2902 |
|
|
4,5 |
22,5 |
2902 |
200 |
1,08 |
|
|
15 |
75 |
2930 |
|
|
8 |
40 |
2930 |
|
|
5,8 |
29 |
2930 |
300 |
0,88 |
|
|
18 |
90 |
2918 |
|
|
9,5 |
47,5 |
2918 |
|
|
6,5 |
32,5 |
2918 |
400 |
0,76 |
|
|
20 |
100 |
2902 |
|
|
10 |
50 |
2902 |
|
|
6,8 |
34 |
2902 |
500 |
0,68 |
|
|
21 |
105 |
2904 |
|
|
11 |
55 |
2904 |
|
|
7 |
35 |
2904 |
600 |
0,62 |
|
|
22 |
110 |
2897 |
|
|
11 |
55 |
2897 |
|
|
7 |
35 |
2897 |
700 |
0,58 |
|
|
23 |
115 |
2958 |
|
|
11,5 |
57,5 |
2958 |
|
|
7,5 |
37,5 |
2958 |
800 |
0,54 |
|
|
24 |
120 |
2930 |
|
|
12 |
60 |
2930 |
|
|
7,8 |
39 |
2930 |
900 |
0,51 |
|
|
24,5 |
123 |
2940 |
|
|
12 |
60 |
2940 |
|
|
8 |
40 |
2940 |
1000 |
0,48 |
|
|
25 |
125 |
2894 |
|
|
12,2 |
61 |
2894 |
|
|
8 |
40 |
2894 |
2000 |
0,34 |
|
|
28 |
140 |
2904 |
|
|
13,5 |
67,5 |
2904 |
|
|
8 |
40 |
2904 |
3000 |
0,28 |
|
|
30 |
150 |
2954 |
|
|
14 |
70 |
2954 |
|
|
8 |
40 |
2954 |
4000 |
0,24 |
|
|
31 |
155 |
2894 |
|
|
15 |
75 |
2894 |
|
|
8 |
40 |
2894 |
Charakterystyka zależności prądu fotoogniwa i od natężenia Ex.
Przykładowe obliczenia:
RS1 = RZ - Rg = 200 - 36 = 164
RB1 = Rg*(n/n-1) = 36 *(6/5) = 240
Pkt.2. Badanie zależności prądu fotoelektrycznego od kąta padania światła na powierzchnię ogniwa.
Rb = 20k
Rs = 0
Tabela 2.
Wzorzec światłości: Iw = 232,48 cd, = 2920 lm, U = 225 V |
||||
Natężenie oświetlenia na ogniwie E = ....................lx, odległość l = 100 cm |
||||
Kąt padania światła |
bez nasadki korekcyjnej |
z nasadką korekcyjną |
||
|
|
|
|
|
0 |
31 |
0 |
15,5 |
0 |
wychylenie w prawo |
|
|
|
|
10 |
31 |
1,54 |
15,5 |
1,54 |
20 |
31 |
6,42 |
15,2 |
6,42 |
30 |
31,1 |
15,47 |
14,8 |
15,47 |
40 |
29,8 |
30,54 |
13,5 |
30,54 |
50 |
29 |
55,57 |
11 |
55,57 |
60 |
24,8 |
100,00 |
8 |
100,00 |
70 |
19 |
192,38 |
3 |
192,38 |
80 |
9 |
475,87 |
0,5 |
475,87 |
90 |
0 |
nieskończoność |
0 |
nieskończoność |
|
|
|
|
|
wychylenie w lewo |
|
|
|
|
-10 |
31,5 |
1,54 |
15 |
1,54 |
-20 |
31,5 |
6,42 |
15 |
6,42 |
-30 |
31,5 |
15,47 |
14,8 |
15,47 |
-40 |
30 |
30,54 |
13,8 |
30,54 |
-50 |
27,5 |
55,57 |
12 |
55,57 |
-60 |
24,5 |
100,00 |
10,5 |
100,00 |
-70 |
17,5 |
192,38 |
7,5 |
192,38 |
-80 |
10 |
475,87 |
4 |
475,87 |
-90 |
1 |
nieskończoność |
1,5 |
nieskończoność |
WNIOSKI:
W pkt.1. ćwiczenia badaliśmy zależność prądu fotoelektrycznego od natężenia światła na ogniwie. Z pomiarów wynika, że prąd ogniwa jest tym większy, im większe jest natężenie padającego światła. Wzrost natężenia światła wiąże się ze zmniejszaniem odległości ogniwa od źródła światła.
Im większa jest rezystancja Rz obwodu ogniwa, tym mniejszy jest prąd ogniwa.
W pkt.2. badaliśmy zależność prądu fotoelektrycznego od kąta padania światła na powierzchnię ogniwa. Można zauważyć, że największy prąd uzyskamy w przypadku prostopadłego oświetlania ogniwa źródłem światła.
Prąd fotoogniwa maleje wraz ze wzrostem kąta padania światła na ogniwo.
W przypadku zastosowania nasadki korekcyjnej prąd fotoogniwa dwukrotnie maleje
3