Фотоэлемент — электронный прибор, который преобразует энергию фотонов в электрическую энергию.
Фотоэлементом называется прибор, в котором воздействие лучистой энергии оптического диапазона вызывает изменение его электрических свойств. Фотоэлементы разделяются на три типа: 1) с внешним фото-эффектом, 2) с внутренним фотоэффектом, 3) с запирающим слоем.
В фотоэлементе с внешним фотоэффектом действие света вызывает выход из поверхностного слоя фотокатода электронов во внешнее пространство — в вакуум или сильно разреженный газ.
Схема устройства такого фотоэлемента приведена на рис.15-а. На внутреннюю стенку стеклянной колбы 1, из которой откачан воздух, с одной стороны нанесен фотокатод 2. Широкое применение получили сурьмяно-цезиевые фотокатоды. В центре колбы вакуумного фотоэлемента укреплен металлический анод 3 в виде небольшого кольца или пластинки. Колба снабжена пластмассовым цоколем 4. В нижней части цоколя находятся контактные штырьки 5, к которым подводятся соединительные провода от фотокатода и анода. При помощи этих штырьков фотоэлемент вставляется в фотоэлементную панель.
Для работы фотоэлемента к его аноду и катоду подключают источник электрической энергии — батарею. Анод соединяется с положительным зажимом, а фотокатод — с отрицательным зажимом источника электрической энергии. Под действием подведенного к электродам фотоэлемента напряжения внутри него образуется электрическое поле, и электроны, вылетающие с поверхности освещенного фотокатода, направляются на положительно заряженный анод. Эти электроны создают в цепи отношением величины фототока (в мка или зла), получаемого в цепи анода электрический ток.
Рис.15 Фотоэлемент с внешним фотоэффектом
Для увеличения чувствительности фотоэлементов внутрь колбы иногда вводят небольшое количество газа, чаще всего аргона. Такие фотоэлементы называются газонаполненными. Величина чувствительности фотоэлемента различных типов колеблется от 20 до 150 мка/лм.
Для практического использования фотоэлементов важное значение имеет его вольт-амперная характеристика (рис.15-б). Она выражает зависимость фототока от величины приложенного напряжения к зажимам фотоэлемента при неизменной величине светового потока, освещающего фотокатод.
Внутреннее сопротивление вакуумных фотоэлементов исчисляется сотнями мегом, а газонаполненных — несколькими десятками мегом.
Фотоэлементы широко используются в фотореле. Обычно фотореле представляет собой сочетание фотоэлемента и электромагнитного реле. Когда фотосопротивление затемнено, сила тока в его цепи очень мала вследствие того, что в темноте фотосопротивление обладает большим сопротивлением (107—108 ом).
(11 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...