Hvad er fotoelektriske celler?

En fotocelle, også kendt som en fotocelle eller lysafhængig modstand (LDR), er en halvlederenhed, der udviser en ændring i sin elektriske modstand, når den udsættes for lys. Fotoelektriske celler er baseret på princippet om fotokonduktivitet, hvor ledningsevnen af ​​et halvledermateriale stiger ved absorption af lys.

Her er en mere detaljeret forklaring på, hvordan fotoelektriske celler fungerer:

1. Halvledermateriale: Fotoelektriske celler er typisk lavet af et halvledermateriale, såsom cadmiumsulfid (CdS), cadmiumselenid (CdSe) eller galliumarsenid (GaAs).

2. Fotoledningsevne: Når lys rammer cellens halvledermateriale, absorberes fotonernes energi af elektronerne i materialet, hvilket får dem til at hoppe fra deres valensbånd til ledningsbåndet. Som et resultat øges ledningsevnen af ​​halvledermaterialet, hvilket tillader mere elektrisk strøm at strømme gennem det.

3. Kretsforbindelse: Den fotoelektriske celle er normalt forbundet i et seriekredsløb med en strømkilde (såsom et batteri) og en belastning (såsom en modstand). Når lys falder på cellen, reducerer den øgede ledningsevne halvlederens modstand, hvilket tillader mere strøm at strømme gennem kredsløbet.

4. Modstandsændring: Ændringen i modstanden af ​​den fotoelektriske celle er proportional med intensiteten af ​​det indfaldende lys. Når lysintensiteten stiger, øges ledningsevnen, og modstanden falder. Denne ændring i modstand kan bruges til at måle lysintensiteten eller styre andre enheder baseret på lysniveauet.

Fotoelektriske celler har en bred vifte af applikationer, hvoraf nogle omfatter:

- Lysmålere i kameraer til automatisk at justere eksponeringsindstillinger baseret på omgivende lysforhold.

- Automatiske gadelygter, der tænder, når det bliver mørkt, og slukker, når der er nok naturligt lys.

- Indbrudsalarmer eller sikkerhedssystemer, der bruger fotoelektriske celler til at registrere bevægelse eller ændringer i lysmønstre.

- Optiske sensorer i elektroniske enheder, såsom kopimaskiner, stregkodelæsere og optiske indkodere.

- Automatiske døråbnere, der registrerer tilstedeværelsen af ​​en person eller genstand ved at registrere en ændring i lysbanen.