„Gdzie człowiek nie może tam foton pośle” – praktyczne zastosowanie zjawiska elektrycznego.

Na zajęciach 29 marca Pani Klaudia przedstawiła nam zadania do wykonania.Za pomocą Internetu mieliśmy wyjaśnić wykorzystanie w życiu codziennym tzw. fotoelementów. Paulina zajęła się fotokomórką-budowa i zasada działania, Albertyna zaś zajęła się fotoogniwami-budowa i zasada działania, Ja(Kuba) zająłem się fotorezystorem-budowa, zasada działania i zastosowania. Po około 20 min przedstawiliśmy efekty swojej pracy.
Fotorezystor jest elementem światłoczułym. Jego rezystancja zmienia się pod wpływem padającego promieniowania i nie zależy od kierunku przyłożonego napięcia, podobnie jak rezystancja zwykłego rezystora.
Oświetlenie fotorezystora powoduje zwiększenie przepływającego prądu (zmniejsza się jego rezystancja). Prąd będący różnicą całkowitego prądu płynącego przez fotorezystor i prądu ciemnego (prąd płynący przez fotorezystor przy braku oświetlenia) nazywamy prądem fotoelektrycznym. Jego wartość zależy od natężenia oświetlenia i jest określona zależnością:
http://www.elektronika-analogowa.yoyo.pl/fotorezystory.php
1.Co to są fotoogniwa?

Codziennie na powierzchnie ziemi docierają olbrzymie ilości energii, której do niedawna nie potrafiliśmy w umiejętny sposób wykorzystać. Nowe możliwości w zakresie pozyskiwania energii elektrycznej ze słońca otworzyła dziedzina fizyki zwana fotowoltaiką. Wieloletnie badania w tej dziedzinie przyczyniły się do stworzenia urządzeń przetwarzających energię słoneczną w energię elektryczną. Urządzenia te nazywamy fotoogniwami bądź modułmi fotowoltaicznymi. Dotychczas, fotoogniwa znajdowały zastosowanie w satelitach kosmicznych, lecz prace naukowców pozwoliły nam wprowadzić baterie słoneczne do życia codziennego jako odnawialne źródło energii. Swoje zastosowanie znajdują dzisiaj głównie w budownictwie, jako źródło zasilania na jachtach, sygnalizacji świetlnych czy znaków. Fotoogniwa, a właściwie ich zestawy (moduły) montuje się na dachach lub wbudowuje w fasady. Niezależnie od korzyści energetycznych czy ekologicznych, otrzymuje się ciekawe efekty architektoniczne (np.budynek Banku Przemysłowo – Handlowego znajdującego się koło Ronda Kotlarskiego w Krakowie).Jendak głównym profitem płynącym z zastosowań systemów fotowoltaicznych są wymierne korzyści ekonomiczne.




2. Jak działają fotoogniwa?

Budowa fotoogniw jest bardzo prosta. Opiera się bowiem na płytkach zwanych ogniwami wytworzonych z krzemu z domieszką bromu. Ogniwa o wymiarach ok.15x15 cm łączy się ze sobą, a następnie zamyka w aluminiowej ramie pokrywając od przodu hartowanym szkłem. Tak wyprodukowany moduł fotowoltaiczny, zamontowany odpowiednio na dachu lub fasadzie budynku potrafi produkować energię elektryczną przez długie lata. W modułach nie występują żadne ruchome elementy, żadne materiały eksploatacyjne nie są pochłaniane, jak również żadne zanieczyszczenia nie są emitowane. Moduły nie wymagają żadnej konserwacji, a przy tym są idealnie ciche. Żywotność fotoogniw projektowana jest przez producentów na nie mniej niż 30lat natomiast gwarancja producenta na moc wyjściową uzyskiwaną z fotoogniw to często 25lat!

Sam proces wytwarzania energii elektrycznej z takiego modułu fotowoltaicznego również nie jest skomplikowany. Światło, które dociera do ziemi składa się z cząstek nazywanych fotonami. W momencie, gdy światło trafia na powierzchnię baterii słonecznej fotony wnikają w strukturę krystaliczną krzemu. Atomy krzemu natomiast rozbijają padające na nie promienie słoneczne na ładunki elektryczne, które z kolei zaczynają tworzyć zamknięty obieg w baterii słonecznej. Uzyskany w ten sposób prąd wyprowadza się z Modułu dwoma kablami (jeden to + ,drugi -). Moduły można łączyć ze sobą w różnych ilościach uzyskując w ten sposób systemy fotowoltaiczne o różnej mocy produkcyjnej.

FOTOKOMÓRKA

Fotokomórka - element urządzeń elektronicznych służący do pomiaru światła wykonany jako fotodioda próżniowa lub półprzewodnikowa, fototranzystora, fotorezystora i innych elementów elektronicznych wrażliwych na padające na nie promieniowanie.
Fotokomórka próżniowa została wynaleziona w 1895 przez fizyków niemieckich Hansa Geitela i Juliusa Elstera.


Zasadniczą częścią fotokomórki jest fotoelement, czyli element elektroniczny, którego właściwości elektryczne zmieniają się na skutek promieniowania elektromagnetycznego o długości fali z zakresu widzialnego, nadfioletowego lub podczerwonego - np. fotoogniwo, fotorezystor, fototranzystor.
Stosowana w układach automatyki przemysłowej, zabezpieczeniach przed kradzieżami.
Prąd płynący przez fotokomórkę (zwaną też komórką fotoelektryczną) zależy od ilości promieniowania elektromagnetycznego (np. światła) padającego na fotokatodę, czyli odbiornik ze specjalnego materiału wrażliwego na światło o różnej długości fali (często wykonanego z selenu, półmetalicznego pierwiastka).

ŹRÓDŁA INFORMACJI:
www.wynalazki.mt.com.pl www.wikipedia.pl www.google.pl

W końcowej fazie zajęć zastanawialiśmy się nad naszym ”Pojazdem szalonego naukowca”. Wymyśliliśmy że będzie on miał baterie słoneczną, dzięki której zaoszczędzimy trochę energii. Wyposażymy go w fotokomórkę i zabezpieczymy go przed kradzieżą.
Zajęcia były bardzo fascynujące.