Загальна інформація
Застосування
Сонячні елементи
Сонячні елементи - важлива технологія, щоб покривати потребу світу в енергії зі сталих джерел. Вони перетворюють сонячне світло на електричний струм, не виділяючи при цьому шкідливих для довкілля речовин.
Для сонячного елемента діє правило:
Що більше прямого світла вловлює сонячний елемент, то більше струму він може виробити.
Інша інформація (1/2)
Попередні знання
Учні мають уміти зібрати просте електричне коло і пояснити його складові. Вони мають розуміти поняття напруги, сили струму, опору та потужності й розуміти зв'язки між ними.
Принцип
При малому навантаженні сонячний елемент створює для всіх освітленостей приблизно однакову напругу холостого ходу. Зі зростанням навантаження напруга при великій освітленості спадає спочатку мало, а потім дедалі стрімкіше.
При малій освітленості спад напруги настає вже при малій силі струму.
Інша інформація (2/2)
Навчальна мета
У цьому базовому досліді учні вивчають зв'язок між силою струму й напругою електричного кола та сонячного елемента.
Завдання
Сонячний елемент навантажують змінним опором. Щоразу вимірюють напругу і силу струму при різних значеннях опору навантаження.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Обладнання
Складання та виконання
Складання
- Збери дослід відповідно до рисунка.
- Розмісти модулі біля лівого краю дошки.
- Закріпи лампу за допомогою штативного приладдя і тримача із затискачем на верхньому краї дошки і вибери відстань від лампи до сонячного елемента так, щоб сила струму короткого замикання була біля максимуму одного з діапазонів вимірювання.
Виконання
- Вибери діапазони вимірювання і .
- Встанови потенціометр так, щоб спочатку реєструвалася максимальна сила струму. Запиши результати вимірювань напруги і сили струму.
- Незначно поверни потенціометр так, щоб напруга зросла лише трохи.
- Запиши напругу і силу струму.
- Збільшуй опір потенціометра малими кроками і записуй результати вимірювань.
- Збільш відстань лампи і повтори процедуру вимірювання ще для двох відстаней.
Спостереження та опрацювання результатів
Спостереження
Для різних положень було одержано такі результати вимірювань:
Опрацювання результатів (1/2)
З результатів вимірювань напруги і сили струму випливають зображені графічно вольт-амперні характеристики.
З них видно: при малому навантаженні сонячний елемент створює для всіх освітленостей приблизно однакову напругу холостого ходу - близько . Зі зростанням навантаження напруга при великій освітленості (положення 1) спадає спочатку мало, а потім дедалі стрімкіше.
При малій освітленості (положення 3) спад напруги настає вже при малій силі струму.
Опрацювання результатів (2/2)
У стовпці 3 таблиці наведено потужності, які створює сонячний елемент; на сусідньому рисунку вони зображені графічно як функція напруги.
Видно, що потужність при всіх освітленостях має максимум, який лежить при значеннях напруги від до .
Ці значення напруги знаходять на вольт-амперній характеристиці в позначених місцях, де крива переходить зі стрімкої ділянки в пологу частину.