Eng Ru
Отправить письмо

Разновидности фотоэлементов. Типы фотоэлементов


Разновидности фотоэлементов.

Поиск Лекций
При попадании света на фотоэлемент с поверхности селена выбиваются электроны и направляются в сторону золота, так как на границе селен-железо возникает запирающий слой, в результате чего золото приобретает отрицательный заряд по отношению к железной пластине. Если эти два слоя соединить через гальванометр, он покажет наличие тока в цепи.
I. Фотоэлементы с запирающимся слоем.Из вентильных фото­элементов с запирающимся слоем наибольшее распространение получил селеновый фотоэлемент (рис.4.). Они представляет собой железную пластинку (1), покрытую слоем элементарного селена (2), поверхность селена покрыта очень тонкой полупрозрачной плёнкой золота или платины (3), на которое помещено металлическое контактное кольцо (4). Для защиты фотоэлемент помещают в футляр из пластмассы с выводами от контактов, отверстие прикрывают тонкой стеклянной пластинкой или целлулоидной плёнкой. Принцип действия фотоэлемента заключается в следующем.

Рис. 4. Устройство селенового

фотоэлемента.

Селеновые фотоэлементы применяются в фотоколориметре ФЭК - М, ФЭК-56.

Характеристика:

1. Селеновые элементы обладают большой интегральнойчувствительностью (350-500 мА/ лм), что позволяет использоватьгальванометры с чувствительностью 10-6 - 10-7А.

2. Обладают малой инертностью, то есть после выключения источникасвета величина фототока не ползёт.

3. Селеновые фотоэлементы дешёвые и механически прочные.

4. Спектральная чувствительность глаза и селенового фотоэлементаблизки: правая граница - инфракрасные лучи, левая - ультрафиолетовые.

5. Доброкачественные фотоэлементы уменьшают свою чувствительностьна протяжении года не более чем на 1 %. Селеновые фотоэлементы стареют, то есть со временем вырабатывают меньший ток (рис.5).

Рис. 5. Зависимость чувствительности фотоэлемента от времени

τ3 > τ2 > τ1 > τ0 .

В настоящее время, селеновые фотоэлементы употребляются наиболее часто, однако, будущего у них нет, от них постепенно отказываются и со временем заменят лучшими образцами.

2. Фотосопротивления. В основе действия фотосопротивления лежит уменьшение сопротивления вещества при облучении его светом определённой длины волны. Фотоактивными в этом случае могут быть различные полупроводники, из которых чаще всего применяют таллофид (сплав сульфида таллия с оксидом таллия), сернистый свинец и реже селен. Таллофидные и сернистосвинцовые сопротивления обладают большой чувствительностью в инфракрасной области спектра, но имеют ряд недостатков, поэтому применение ограниченно.

3. Фотоэлементы, основанные на внешнем фотоэффекте(вакуумные фотоэлементы). Действие фотоэлементов с внешним фотоэффектом основано на выбивании электронов под действием света из светочувствительного слоя, расположенного на катоде. Катод, как правило, содержит щелочной металл. Все фотоэлементы данного типа выполняются в виде стеклянных сосудов, одна половина которых покрыта светочувствительным слоем, либо внутри помешается светочувствительная пластина (см. рис.6). Перед катодом (катод 1) располагается анод (2), выполненный в виде кольца и служащий для собирания выбитых электронов. Размеры анода должны быть невелики, чтобы не препятствовать свободному доступу света к катоду.

Рис.6. Схема вакуумного фотоэлемента.

Для изготовления катода чаще всего применяют никель. Выбитые под действием света электроны направляются в сторону анода, и во внешней цепи появляется ток, но эмиссия электрона в таких фотоэлементах так мала, что даже высокочувствительный гальванометр не может зарегистрировать этот ток. Поэтому фотоэлементы соединяют с источником тока (3), поставляющим электроны. Однако и в этом случае ток мал - приборы не в состоянии его зарегистрировать. Для усиления тока ставят электронный усилитель (5) через сопротивление (4), и затем гальванометр (6).

Характеристика:

Достоинства:

1. Выходной прибор может быть грубым, так как питается усиленнымтоком.

2. Фотоэлемент можно снабдить самописцем.

3. Прибор можно подключить к системе автоматического контроля.

4. Показания фотоэлементов отличаются большой (высокой)стабильностью при долговременной работе (более 10 лет).

5. Область применения 400-700 нм. . Недостатки:

1. Фототок очень малый.

2. Для стабилизации работы фотоэлемента требуется внешний источник тока.

3. Обязательно наличие электронного усилителя, что вызываетувеличения стоимости фотоэлемента.

4. Вакуумные фотоэлементы имеют темновые токи, появляющиеся врезультате термоэлектронной эмиссии и токов проводимости по стеклу. Всовременных приборах предусматривается специальное устройство для устранения темновых токов.

poisk-ru.ru

Типы фотоэлементов

Широкое применение в технике четыре вида фотоэлемента.

а) Фотоэлементы с внешним фотоэффектом.

1. Вакуумные фотоэлементы, практически не обладающие инерционностью.

2. Газонаполненные фотоэлементы, обладающие большей, по сравнению с вакуумным, чувствительностью, но и большей инерционностью, т.е. изменения фототока запаздывают по времени относительно изменения светового потока.

б) Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом.

1. Фотосопротивления.

2. Вентильные фотоэлементы.

Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом обладает значительно большей инерционностью по сравнению с фотоэлементами основанными на внешнем фотоэффекте.

                  1. Порядок выполнения работы

В работе применяется селеновый фотоэлемент.

Устанавливают фотоэлемент и электролампу с известной силой света так, чтобы их центры были на одной горизонтали. Устанавливают фотоэлемент на указанном в работе расстоянии от электролампы и подсоединяют гальванометр к фотоэлементу. Включают лампу в сеть и устанавливают указанное в работе напряжение.

При освещении фотоэлемента гальванометр покажет наличие фототока. Записывают в таблицу расстояние R от фотоэлемента до электролампы и силу фототока i. Повторяют измерения измеряя расстояние через равные интервалы.

Пройдя весь указанный в работе интервал расстояний, выключают электролампу и отключают гальванометр от фотоэлемента.

Протокол лабораторной работы №28

Результаты измерений записывают в таблицу. Таблица результатов по определению чувствительности

фотоэлемента типа Фоточувствительная поверхность S=

Сила света лампы J =

п/п

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

R

i

E

Ф

Обрабатывают результаты измерений.

Зная силу света J лампы при данном напряжении и расстояние от лампы до фотоэлемента, находят освещенность фотоэлемента по закону освещенности

Е = . Зная освещенность и светочувствительность площадь фотоэлемента, (она указана в работе), находят световой поток, падающий на фотоэлемент

Ф = ЕS

Зная световой поток Ф и силу фототока i, строят график зависимости i от Ф. Из графика находят чувствительность фотоэлемента к = .

Вопросы для самопроверки к работе №28

Список рекомендуемой литературы

  1. Дмитриева В.Ф., Прокофьев В.Л. Основы физики. – М.: Высшая школа, 2009.

2. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 2010.

Материально-техническое обеспечение

1. Установка для лабораторной работы по оптике «Определение чувствительности фотоэлемента».

2. Программа для моделирования лабораторной работы на компьютере.

Модуль 5. Основы физики атома и атомного ядра

      1. Лабораторная работа №26

«Градуирование спектроскопа и определение постоянной Планка»

1. Краткая теория

Спектры излучения

Световое излучение всех естественных источников света имеют более или менее сложный состав. Сложность состава так называемого белого света, даваемого солнцем или раскаленными твердыми и жидкими телами, легко обнаружить с помощью опыта Ньютона. Через узкую равномерно освещенную щель 0 /рис.1/ пропускают пучок лучей белого света и направляют их на прозрачную призму.

На рисунке щель расположена горизонтально, перпендикулярно плоскости чертежа. Грани призмы также перпендикулярны чертежу. Если пучок лучей после выхода из призмы падает на белый экран B, то на экране появляется вертикальная цветная полоска. На рис. 1 показаны только крайние ограничивающие пучки: красный и фиолетовый. Любое, параллельное щели, сечение этой полосы окрашено в один определенный цвет. Но различные, параллельные друг другу, сечения окрашены в различные цвета, постепенно переходящие друг в друга. Полученная цветная полоса называется с п е к т р о м исследуемого источника света.

С помощью специальных опытов было обнаружено, что в состав излучения большинства источников, помимо видимых лучей, входит большое количество лучей не воспринимаемых нашим глазом. Лучи, имеющие длину волны большую, чем красные лучи, преломляются меньше красных лучей и лежат за красным концом спектра, их называют и н ф р а к р а с н ы м и и обнаруживают по тепловому действию. Лучи имеющие длину волны меньшую, чем фиолетовые, преломляются больше фиолетовых лучей и лежат за фиолетовой частью спектра, их называют у л ь т р а ф и о л е т о в ы м и и обнаруживают по химическому действию.

Совокупность лучей, испускаемых данным источником, называется с п е к т р о м и з л у ч е н и я источника. Спектры раскаленных твердых или жидких тел являются н е п р е р ы в н ы м и или сплошными. Спектры светящихся газов состоят из отдельных цветных линий или групп цветных линий, также спектры называются л и н е й ч а т ы м и. Спектры светящихся газов зависят от химической природы газа. Каждый газ или пар дает свой, характерный только для него спектр. Поэтому спектр светящегося газа дает возможность делать заключение об его химическом составе.Метод исследования, позволяющий по спектру излучения судить о химической природе тела, называется с п е к т р а л ь н ы м а н а л и з о м.

Дисперсия света

Проследим причины образования спектра. С точки зрения волновой теории всякий колебательный процесс можно характеризовать частотой колебаний, амплитудой и фазой. Амплитуда колебаний, точнее ее квадрат, определяет энергию колебаний. Фаза играет основную роль в явлении интерференции. Цвет всех лучей связан с частотой колебаний. В безвоздушном пространстве лучи любой частоты или длины волны распространяются с одинаковой скоростью. На основании соотношения с= , частота  обратно пропорциональна длине волны  (с=3.108м/с - скорость света в вакууме).

Опыт показывает, что во всех более или менее плотных средах волны различной длины распространяются с различной скоростью. в силу этого, показатель преломления, представляющий отношение скорости с света в вакууме к скорости в данной среде:

n =

(1)

будет в одной и той же среде иметь различные значения для волн различной длины. Таким образом, входя в призму и выходя из нее, составные части белого луча испытывают различное преломление и выходят расходящимся цветным пучком.

Угол  между гранями призмы /рис.1/, через одну из которых свет проходит, а через другую входит, называется п р е л о м л я ю щ и м

у г л о м п р и з м ы. Противоположная ему грань называется о с н о в а н и е м п р и з м ы. При прохождении через призму лучи отклоняются к основанию призмы. Опыт Ньютона показывает, что среди лучей видимого света наименее преломляемыми являются лучи красного цвета, за ними, по степени преломляемости, идут оранжевые, желтые, зеленые, голубые, синие, фиолетовые лучи. nфиол> nкр

Зависимость показателя преломления среды от длины волны света, а также оптические явления, в которых эта зависимость обнаруживается, носят названия д и с п е р с и я света, а получаемую на экране цветную полосу называют дисперсионным спектром. Дисперсия называется н о р м а л ь н о й, если показатель преломления возрастает с уменьшением длины. В противном случае дисперсия называется а н о м а л ь н о й.

После двухкратного преломления на входной и выходной гранях призмы луч оказывается отклоненным от первоначального направления на угол , называемый углом о т к л о н е н и я. Угол  имеет наименьшее значение при симметричном ходе лучей, т.е. когда AB параллельно основанию призмы. Угол  между крайними лучами дисперсионного спектра называется у г л о м дисперсии. Количественной мерой дисперсии света является отношение изменения показателя преломления n к соответствующему изменению длины световой волны :

Д =

На явлении нормальной дисперсии основано действие призматических спектроскопов и спектрографов.

studfiles.net

Типы фотоэлементов

Широкое применение в технике четыре вида фотоэлемента.

а) Фотоэлементы с внешним фотоэффектом.

1. Вакуумные фотоэлементы, практически не обладающие инерционностью.

2. Газонаполненные фотоэлементы, обладающие большей, по сравнению с вакуумным, чувствительностью, но и большей инерционностью, т.е. изменения фототока запаздывают по времени относительно изменения светового потока.

б) Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом.

1. Фотосопротивления.

2. Вентильные фотоэлементы.

Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом обладает значительно большей инерционностью по сравнению с фотоэлементами основанными на внешнем фотоэффекте.

Порядок выполнения работы

В работе применяется селеновый фотоэлемент.

Устанавливают фотоэлемент и электролампу с известной силой света так, чтобы их центры были на одной горизонтали. Устанавливают фотоэлемент на указанном в работе расстоянии от электролампы и подсоединяют гальванометр к фотоэлементу. Включают лампу в сеть и устанавливают указанное в работе напряжение.

При освещении фотоэлемента гальванометр покажет наличие фототока. Записывают в таблицу расстояние R от фотоэлемента до электролампы и силу фототока i. Повторяют измерения измеряя расстояние через равные интервалы.

Пройдя весь указанный в работе интервал расстояний, выключают электролампу и отключают гальванометр от фотоэлемента.

Протокол лабораторной работы №28

Результаты измерений записывают в таблицу. Таблица результатов по определению чувствительности

фотоэлемента типа Фоточувствительная поверхность S=

Сила света лампы J =

п/п

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

R

i

E

Ф

Обрабатывают результаты измерений.

Зная силу света J лампы при данном напряжении и расстояние от лампы до фотоэлемента, находят освещенность фотоэлемента по закону освещенности

Е = . Зная освещенность и светочувствительность площадь фотоэлемента, (она указана в работе), находят световой поток, падающий на фотоэлемент

Ф = ЕS

Зная световой поток Ф и силу фототока i, строят график зависимости i от Ф. Из графика находят чувствительность фотоэлемента к = .

Вопросы для самопроверки к работе №28

Список рекомендуемой литературы

1. Дмитриева В.Ф., Прокофьев В.Л. Основы физики. – М.: Высшая школа, 2009.

2. Трофимова Т.И. Курс физики. – М.: Высшая школа, 2010.

Материально–техническое обеспечение

1. Установка для лабораторной работы по оптике «Определение чувствительности фотоэлемента».

2. Программа для моделирования лабораторной работы на компьютере.

Модуль 5. Основы физики атома и атомного ядра

Лабораторная работа №26

«Градуирование спектроскопа и определение постоянной Планка»

1. Краткая теория

Спектры излучения

Световое излучение всех естественных источников света имеют более или менее сложный состав. Сложность состава так называемого белого света, даваемого солнцем или раскаленными твердыми и жидкими телами, легко обнаружить с помощью опыта Ньютона. Через узкую равномерно освещенную щель 0 /рис.1/ пропускают пучок лучей белого света и направляют их на прозрачную призму.

На рисунке щель расположена горизонтально, перпендикулярно плоскости чертежа. Грани призмы также перпендикулярны чертежу. Если пучок лучей после выхода из призмы падает на белый экран B, то на экране появляется вертикальная цветная полоска. На рис. 1 показаны только крайние ограничивающие пучки: красный и фиолетовый. Любое, параллельное щели, сечение этой полосы окрашено в один определенный цвет. Но различные, параллельные друг другу, сечения окрашены в различные цвета, постепенно переходящие друг в друга. Полученная цветная полоса называется с п е к т р о м исследуемого источника света.

С помощью специальных опытов было обнаружено, что в состав излучения большинства источников, помимо видимых лучей, входит большое количество лучей не воспринимаемых нашим глазом. Лучи, имеющие длину волны большую, чем красные лучи, преломляются меньше красных лучей и лежат за красным концом спектра, их называют и н ф р а к р а с н ы м и и обнаруживают по тепловому действию. Лучи имеющие длину волны меньшую, чем фиолетовые, преломляются больше фиолетовых лучей и лежат за фиолетовой частью спектра, их называют у л ь т р а ф и о л е т о в ы м и и обнаруживают по химическому действию.

Совокупность лучей, испускаемых данным источником, называется с п е к т р о м и з л у ч е н и я источника. Спектры раскаленных твердых или жидких тел являются н е п р е р ы в н ы м и или сплошными. Спектры светящихся газов состоят из отдельных цветных линий или групп цветных линий, также спектры называются л и н е й ч а т ы м и. Спектры светящихся газов зависят от химической природы газа. Каждый газ или пар дает свой, характерный только для него спектр. Поэтому спектр светящегося газа дает возможность делать заключение об его химическом составе.Метод исследования, позволяющий по спектру излучения судить о химической природе тела, называется с п е к т р а л ь н ы м а н а л и з о м.

studfiles.net

Основные типы фотоэлементов, применяемых при колориметрическом анализе

из "Колориметрический анализ "

В запирающем слое (так называемые вентильные фотоэлементы). В литературе имеются данные о применении других типов фотоэлементов, в особенности так называемых фотоумножителей системы Кубецкого и др. Однако последние не получили широкого распространения в практике колориметрии, главным образом, потому, что для работы с ними необходимо иметь дополнительный источник тока довольно высокого напряжения. Кроме того, колебания напряжения в этих дополнительных источниках тока уменьшают точность результатов колориметрических определений. [c.134] В 1888 г. (Крупнейший русский физик, профессор Московского университета А. Г. Столетов, открыл существование прямой пропорциональности между силой фототока и энергией активных лучей, падающих на разряжаемую поверхность фотоэлектрический ток прямо пропорционален падающему лучистому потоку (закон Столетова). [c.134] Общий принцип действия фотоэлемента заключается в том что световой поток, попадающий на специально подготовленнук поверхность полупроводника или металла, возбуждает на этой поверхности движение электронов. Сила тока, вызванного действием света, измеряется гальванометром. [c.134] Наиболее часто применяются фотоэлементы, основанные нг так называемом переднестеночном или фронтальном фото эффекте. Общая схема изготовления их заключается в следую щем. На металлическую подкладку наносят слой полупровод ника (закись меди, селен, сульфид серебра или др.), внешня поверхность которого обычно подвергается специальной обра ботке для создания запирающего слоя на поверхности послед него и происходят фотоэлектрические явления. Затем на по верхность полупроводника путем катодного распыления нано сят полупрозрачную, хорошо проводящую пленку платины золота, серебра или меди. Схематический разрез такого фото элемента изображен на рис. 38, на рис. 39 показан общий ви фотоэлементов в оправах (масштабы на рис. 38 не соблюдены толщина верхних слоев для ясности сильно увеличена). [c.134] При освещении поверхности такого фотоэлемента в цепи, составленной только из фотоэлемента и гальванометра, без всякого постороннего источника электродвижущей силы возникает электрический ток. Направление тока зависит от характера проводимости полупроводника. В селеновом (а также в медно-закисном) фотоэлементе верхний проводящий слой металла заряжается отрицательно, как показано на рис. 38. [c.135] В сернисто-таллиевоМ и сернисто-серебряном фотоэлементах наблюдается обратное направление тока. [c.135] Кривые зависимости отклонения гальванометра от освещенности фотоэлемента имеют яа основании описанного явления вид, изображенный на рис. 40. Кривые даны для различных величия сопротивления внешней цепи фотоэлемента. Если внешнее сопротивление цепи фотоэлемента приближается к нулю, то наблюдается прямая пропорциональность между силой тока и интенсивностью светового потока. При больших сопротивлениях внешней цепи фотоэлемента кривые далеко не характеризуют прямую пропорциональность. Между тем для измерения слабых токов приходится часто применять высокочувствительные гальванометры с довольно большим внутренним сопротивлением. [c.136] В связи с отмеченными особенностями фотоэлементов некоторые системы фотоколориметров, основанных на измерении интенсивности окраски путем непосредственного отсчета отклонений гальванометра, требуют особых условий работы. Так, например, часто бывает необходимо составлять калибровочные кривые по многим стандартным образцам, даже в случаях полного подчинения окрашенного соединения закону Беера. [c.136] Для более пропорционального увеличения силы тока с увеличением освещенности, уменьшения влияния температуры на чувствительность и стабилизации чувствительности фотоэлемента во времени применяется ряд специальных схем включения . [c.136] Во избежание возможного шунтирования сопротивлением г гальванометра в цепь последнего включается большое сопротивление Я. [c.137] Таким образом, общая чувствительность сернисто-серебря-ного фотоэлемента является скорее его недостатком при исследованиях в области ввдимой части спектра. Сравним действие селенового и сернисто-серебряного фотоэлементов в простой схеме фотоколориметра, состоящей из осветителя, кюветы, фотоэлемента и гальванометра. Для этого наполним кювету чистым растворителем (водой) и, регулируя освещение, доведем отклонение гальванометра до 100 делений. Если вместо воды налить в кювету какой-либо окрашенный раствор, то отклонение гальванометра будет меньше 100 делений, так как теперь часть видимого света поглощается окрашенным соединением. Осветитель (лампа накаливания) дает как видимую часть спектра, так и в значительном количестве инфракрасное излучение. Если применен селеновый фотоэлемент, то в соответствии с его спектральной чувствительностью первоначальное отклонение гальванометра до 100 делений произойдет только от видимой части света. Поэтому второе измерение с окрашенным веществом даст отклонение гальванометра, равное а делениям, причем ослабление отклонения, т. е. величина (100 — ti), будет довольно велико. Если же вместо селенового фотоэлемента взять сернистосеребряный, то первоначальное отклонение гальванометра до 100 делений будет обусловлено как видимым, так и в значительной степени инфракрасным излучением. Второе измерение (с окрашенным веществом) дает некоторое отклонение аг делений, однако, очевидно, ослабление отклонения (100 — Сг) будет значительно меньше, чем величина 100 — Оь так как поглощенный видимый свет составляет лишь небольшую долю общего действующего на фотоэлемент света. [c.138] Подобные измерения про Из ел В. П. Вендт , используя различные красители при соответствующих светофильтрах. Ослабление отклонения стрелки гальванометра [величины (100 — Oi) и (100 — Од)] оказалось действительно при использовании сернисто-серебряного фотоэлемента значительно (иногда в два-три раза) меньшим, чем при использовании селенового фотоэлемента. [c.138] На основании сказанного можно сделать следующие выводы относительно выбора одного из двух наиболее распространенных вентильных фотоЛементов для колориметрических определений. [c.139] Сернисто-серебряный фотоэлемент имеет некоторые преимущества по сравнению с селеновым при измерении поглощения в крайней красной части спектра и при специальном изучении поглощения в инфракрасной области спектра. [c.139] При обычных колориметрических измерениях полезно устранять инфракрасную часть света осветителя, используя в качестве светофильтра раствор СиЗО . Для этого, если позволяет конструкция фотоколориметра, используют дополнительную кювету или погружают лампу осветителя в раствор Си504. При отсутствии такого светофильтра, а также для измерения поглощения в зеленой, синей и фиолетовой частях спектра, сернисто-серебряные фотоэлементы менее пригодны, чем селеновые. [c.139] Кривые спектральной чувствительности селенового фотоэлемента (см. рис. 42) и глаза очень близки. Поэтому методики определений, разработанные для визуальных методов колориметрии, могут быть без осложнения применены для фотоэлектрических методов с селеновыми фотоэлементами и обратно. Некоторая трудность возникает при необходимости измерений поглощения в крайних (в фиолетовом и красном) участках спектра. Вследствие малой чувствительности селеновых фотоэлементов в этих областях иногда приходится использовать более чувствительные гальванометры, что не всегда удобно. [c.139] Использование светофильтров не всегда достаточно улучшает чувствительность измерений поглощения в названных крайних областях спектра, так как светофильтры, хорошо пропускающие соответствующий участок спектра, могут ие полностью задерживать соседние участки, слабо поглощаемые определяемым веществом, но сильно влияющие на ток фотоэлемента. [c.139]

Вернуться к основной статье

chem21.info

Iн  фn. Фотоэлементы. Устройство фотоэлементов

Фотоэлементами называются устройства, в которых световая энергия преобразуется в электрическую. На внешнем фотоэффекте основано устройство фотоэлементов, широко применяемых в разных областях техники. Фотоэлементы бывают вакуумные и газонаполненные.

Вакуумный фотоэлемент (рис.5) представляет собой стеклянный или кварцевый баллон, на внутреннюю стенку которого нанесен слой К светочувствительного щелочного металла. Этот слой К имеет контакт с проводником, выведенным из баллона. В середине баллона расположен электрод, соединенный с положительным полюсом батареи Б, слой К (фотокатод) – с её отрицательным полюсом. Электрическое поле направляет к фотоаноду электроны, испускаемые фотокатодом при его освещении, создавая, тем самым ток в цепи.

У вакуумных фотоэлементов, начиная с некоторого значения анодного напряжения, дальнейший рост тока прекращается, наступает состояние насыщения.

Газонаполненный фотоэлемент отличается от вакуумного тем, что он наполнен каким-либо инертным газом (He, Ne, Ar). Эти фотоэлементы обладают большей чувствительностью, чем вакуумные, и ток насыщения в них отсутствует.

Описание установки и содержание работы

В работе исследуются следующие основные характеристики фотоэлемента с внешним фотоэффектом.

1. Зависимость силы фототока от анодного напряжения при постоянной освещённости E (вольт-амперная характеристика фотоэлемента)

  fU, E  const,

где E  – освещённость фотокатода (Ф – световой поток, падающий на фотокатод площадью S).

2. Зависимость фототока насыщения от освещенности Е при постоянном анодном напряжении (люкс-амперная характеристика)

Н  1 r при UА  const.

Величина фототока насыщения прямо пропорциональна освещенности; в свою очередь, освещенность обратно пропорциональна квадрату расстояния r от источника света при нормальном падении светового пучка на фотокатод. Поэтому

Н  r.

Исследование производится при помощи установки, состоящей из оптической скамьи, на которой расположен исследуемый фотоэлемент и электрическая лампочка.

Н

Рис.6.

а рис.6 показана принципиальная схема установки.

Здесь: ФЭ  исследуемый вакуумный фотоэлемент;

ВУП-2  выпрямитель универсальный полупроводниковый для питания анодной цепи;

V – вольтметр для измерения величины анодного напряжения;

А – микроамперметр;

Л – осветительная лампа.

П Рис.6.Орядок выполнения работы

. Снятие вольтамперной характеристики фотоэлемента

1. Собрать схему для проведения измерений (см. рис. 6).

Внимание! Без проверки собранной схемы преподавателем или лаборантом категорически воспрещается подсоединять ее к осветительной сети.

2. Установить осветительную лампу на расстоянии r1  20 см от фотоэлемента.

3. Не меняя положения осветительной лампы, изменять анодное напряжение от 20 до 50 В через каждые 10 В, а с 50 до 120 В – через 20 В и измерять фототок, соответствующий каждому значению анодного напряжения.

Получаемые значения силы фототока  и соответствующих анодных напряжений UА занести в табл. 1.

Таблица 1

U, B

I, A

r1  20 см

r2  30 см

r3  40 см

20

30

40

50

70

90

110

150

4. Опыт повторить при других положениях лампы (r2  30 см, r3 40 см).

5.На миллиметровой бумаге построить вольтамперные характеристики фотоэлемента, согласно данным таблицы 1.

studfiles.net

Фотоэлемент основные характеристики - Справочник химика 21

    Назвать основные характеристики фотоэлементов. [c.139]

    Назвать основные характеристики фотоэлементов с внешним и внутренним эффектом, фотоэлектронных усилителей. Указать их сравнительные достоинства и недостатки. [c.168]

    Основными характеристиками фотоэлементов являются спектральная чувствительность, т. е. чувствительность к отдельным [c.496]

    В настоящее время разработано несколько типов таких фотоэлементов, различающихся как по чувствительности, так и по спектральным характеристикам. Основные характеристики вентильных фотоэлементов приведены в табл. XIV.2, а их спектральная чувствительность на рис. XIV. 10. [c.502]

    Основными характеристиками фотоэлементов являются спектральная чувствительность, т. е. чувствительность к отдельным участкам спектра лучистой энергии, и интегральная чувствительность — чувствительность к суммарному потоку сложного спектра лучистой энергии. Поскольку интегральная чувствительность зависит не только от свойств фотоэлемента, но и от свойств излучателя, ее определяют при освещении фотоэлемента стандартным источником света. [c.435]

    Каждый фотоэлемент обладает следующими основными характеристиками  [c.72]

    ФЭК-М. Прибор снабжен селеновыми фотоэлементами, чувствительными к излучениям только видимой области спектров (400—700 нм). Поскольку ФЭК-М снабжен только тремя светофильтрами с широкой областью пропускания ( 100 нм), не представляется возможным получить на этом приборе спектральную характеристику исследуемых растворов. Прибор используется в основном для количественного анализа. [c.472]

    Приборы, построенные по этой схеме, отличаются конструктивной простотой, но имеют ряд недостатков, из которых основными являются 1) зависимость точности измерений от постоянства характеристик фотоэлементов 2) зависимость точности измерений от устойчивости светового режима осветителя. [c.87]

    Чувствительность фотоколориметров зависит от двух основных факторов спектра поглощения исследуемого раствора и спектральной характеристики фотоэлемента. Поэтому основным требованием для получения максимальной чувствительности является правильный выбор светофильтра и фотоэлемента. [c.146]

    Широкое применение естественных и промышленных горючих газов для глубокой химической переработки (см. ч. IV) требует быстрого и точного определения в газовых смесях их компонентов. Весьма полезными для этой цели оказались оптические методы, позволяющие вести непрерывное наблюдение за составом газа, поступающего на установку, и тем самым регулировать ее работу. Анализ ведется на специальных спектрометрах либо в инфракрасной, либо в ультрафиолетовой части спектра и в основном заключается в следующем луч света от некоторого источника, после отражения от ряда зеркал, проходит через призму, далее через щель, обеспечивающую отбор лучей с определенной длиной волны, затем — через кварцевый сосуд с испытуемым газом, после чего собирается в фокусе, где расположен фотоэлемент, ток в котором замеряется. Зная оптическую характеристику каждого отдельного компонента газовой смеси, можно по схеме тока фотоэлемента рассчитать концентрацию того или иного компонента в данной газовой смеси. На инфракрасном спектрометре можно анализировать сухие газовые смеси с семью комнонентами с точностью до 1—2%. Ультрафиолетовые спектрометры могут анализировать газовые смеси не более чем с тремя комнонентами, но зато дают более точные результаты и проще в работе. [c.124]

    В лабораториях, где проводят исследование воздуха на содержание вредных веществ, в основном используют фотоколориметры следующих марок ФЭК-56М, ФЭК Н-57, ФЭК-60, представляющие собой двухлучевые приборы с двумя фотоэлементами. Указанные фотоколориметры сходны по конструкции, имеют одинаковые принципиальные схемы и применяются для измерения оптической плотности или светопропускания растворов. Характеристика приборов представлена в табл. 14. [c.74]

    Достоинствами фотоэлементов с запирающим слоем является высокая чувствительность, широкий спектральный интервал и простота конструкции. Основные недостатки нелинейность световой характеристики, инерционность и заметная температурная зависимость фототока. [c.27]

    Основной характеристикой фотоэлемента является интегральная чувствительность, выраженная в микроамперах на люмен. Вакуумные фотоэлементы обладают значительно меньшей интегральной чувствительностью, чем газонаполненные, так как наполнение газом вызывает усиление фототока вследствие ионизации газа фотоэлектронами. Например, газонаполненный цезиевый фотоэлемент ЦН-4 имеет интегральную чувствительность 150 мка1лм, цезиевый вакуумный ЦВ-2-чувствительность 20 мка/лм. [c.44]

    Подробные сведения о фотоэлектрических приемниках света — фотоэлементах и фотоумножителях, о происходящих в них процессах, о конструкциях и характеристиках отечественных фотоэлектрических приемников содержатся в монографии [754]. Основные принципы и способы применения фотоэлектрических приемников в эмиссионном спектральном анализе описаны в работах [240, 873]. Данные о новых фотоэлектрических приемниках и установках для спектрального анализа с фотоэлектрической регистрацией регулярно публикуются в специальной периодической научной печати, в настоящем изложении мы остановимся в основном лишь на тех вопросах фотоэлекрической регистрации в спектральном анализе, которые непосредственно связаны с возможностью обнаружения очень слабых аналитических линий в присутствии заметного фона. [c.61]

    Основным недостатком фотоэлемента с внешним фотоэффектом является необходимость включения дополнительной разностР потенциалов между анодом и катодом. У вакуумных фотоэлементов кривая зависимости силы фототока от приложенной разности потенциалов, так называемая вольт-амперная характеристика , имеет вид, изображенный на рис. 41 (кривая /). Вначале сила тока возрастает пропорционально приложенной разности потенциалов, затем она достигает некоторого предельного значения. Все колориметрические измерения должны проводиться именно в этой области напряжений, так как в ней изменения напряжений не сказываются на силе фототока. У газонаполненных фотоэлементов вольт-амперная характеристика имеет иной вид (рис. 41, кривая 2). Так как сила фототока у этих фотоэлементов сильно зависит от напряжения, последнее должно быть стабилизировано. [c.75]

chem21.info

ФОТОЭЛЕМЕНТЫ - это... Что такое ФОТОЭЛЕМЕНТЫ?

  • фотоэлементы — [см. фото… + элемент] – эл. приборы, изменяющие свои электрические свойства, например, сопротивление электрическому току при изменении их освещения; применяется широко в технике, например, в телевидении, звуковом кино. Первый в мире фотоэлемент… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • ГОСТ 2388-70: Фотоэлементы селеновые для фотометрирования и колориметрирования пиротехнических средств. Общие технические требования — Терминология ГОСТ 2388 70: Фотоэлементы селеновые для фотометрирования и колориметрирования пиротехнических средств. Общие технические требования оригинал документа: ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ Общие технические требования Определения термина из… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • 31.260 — Оптикоелектроніка. Лазерне устатковання ГОСТ 2.746 68 ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Генераторы и усилители квантовые ГОСТ 2.764 86 ЕСКД. Обозначения условные графические в электрических схемах. Интегральные оптоэлектронные… …   Покажчик національних стандартів

  • Солнечная энергетика — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей …   Википедия

  • Solar — Получение энергии с помощью фотоэлементов Прачечная, использующая для работы солнечную энергию Солнечная энергетика использование солнечного излучения для получения энергии в каком либо виде. Солнечная энергетика использует возобновляемый… …   Википедия

  • Энергия солнца — Получение энергии с помощью фотоэлементов Прачечная, использующая для работы солнечную энергию Солнечная энергетика использование солнечного излучения для получения энергии в каком либо виде. Солнечная энергетика использует возобновляемый… …   Википедия

  • ПРИЁМНИКИ ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ — устройства, изменение состояния к рых под действием потока оптического излучения служит для обнаружения этого излучения. П. о. и. преобразуют энергию оптич. излучения в другие виды энергии (тепловую, электрич., механич. и т. д.), более удобные… …   Физическая энциклопедия

  • Цезий — 55 Ксенон ← Цезий → Барий …   Википедия

  • СВЕТ — СВЕТ, вид лучистой энергии, воспринимаемой человеческим глазом. По шкале длин волн лучистой энергии видимый участок спектра простирается от 0,4 ju до 0,75 // (см. Лучистая энергия, Сеетоощущениё). Часто термину свет придают более широкое… …   Большая медицинская энциклопедия

  • фотоэлемент — прибор, в котором под действием падающего на него света возникает электродвижущая сила (фотоЭДС) или электрический ток (фототок). Различают фотоэлементы электровакуумные и полупроводниковые. Используют их в автоматической контрольной и… …   Энциклопедия техники

  • dic.academic.ru


    © ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
    Разработка сайта