Вольт-амперные и люкс-амперные характеристики фотоэлементов
Вольт-амперной характеристикой фотоэлемента называется кривая, выражающая зависимость фототока от напряжения. На рис. 9.3 показана 
вольт - амперная характеристика вакуумного фотоэлемента. Она отличается двумя особенностями:
а) при увеличении напряжения U между анодом и катодом фототок IФ достигает насыщения (с
Рис. 9.3 увеличением освещенности ток насыщения возрастает);
б) существует такое значение задерживающей разности потенциалов Uз, при котором фототок прекращается. Электроны перестают достигать анода, когда работа задерживающего электрического поля становится равной их начальной кинетической энергии: 
,
где е, m и v - это заряд, масса и скорость электрона соответственно.
Вольт - амперные характеристики фотосопротивлений имеют линейный характер.
Люкс-амперной (или световой) характеристикой фотоэлемента называется зависимость фототока от освещенности катода при постоянном напряжении. У вакуумных фотоэлементов световая характеристика линейна, так как число выбитых электронов в единицу времени n пропорционально освещенности ( 
).
Световая характеристика фотосопротивлений имеет нелинейный характер.
Применение фотоэлементов
Фотоэлементы используются в технике и в научных исследованиях. Например, они применяются в звуковом кино для воспроизведения звука, для сигнализации, в телевидении, автоматике и телемеханике. Фотоэлементы позволяют управлять на расстоянии процессами производства. При нарушениях хода процесса изменяется поток света, попадающего на фотоэлемент, и создается ток, выключающий весь процесс. С помощью фотоэлементов измеряются весьма слабые световые потоки (например, в биологии, астрофизике), регистрируются инфракрасные спектры, осуществляется фотографирование в темноте и
т.д. Вентильные фотоэлементы используются для изготовления "солнечных" батарей, преобразующих энергию Солнца в электрическую. Кремневые "солнечные" батареи применяются, например, для питания аппаратуры на искусственных спутниках Земли и автоматических межпланетных станциях.
Фотоэлементы могут быть использованы для измерения освещенности рабочих мест. Приборы, служащие для измерения освещенности, называются люксметрами.
Выполнение работы
1.Ознакомиться с имеющимися на лабораторном столе приборами.
2.Снять вольт-амперную характеристику вакуумного фотоэлемента (СЦВ-4):
2.1. Поместив фотоэлемент СЦВ-4 на оптическую скамью, собрать электрическую цепь по рис.9.4.
2.2. Подать напряжение сети на выпрямитель и источник света.
Изменяя напряжение U, подаваемое на фотоэлемент, от 0 до 120-150 В, снять зависимость (7-10 точек) силы фототока Iф от напряжения для двух расстояний r1 и r2 фотоэлемента от источника света. Результаты измерений занести в табл. 1.
Таблица 1
| № измерения | U, B | Iф , А | |
| r1= | r2= | ||
| .. | |||
2.3. По измеренным данным построить график Iф=ƒ(U).
3. Снять люкс-амперную характеристику:
3.1. При постоянном напряжении (U=const) снять зависимость силы фототока Iф от освещенности Е фотоэлемента. Так как освещенность обратно пропорциональна квадрату расстояния 
, то изменять её можно путем изменения r. Результаты занести в табл.2.
3.2. По данным табл.2 построить график Iф=ƒ(Е)=ƒ(1/r2).
Таблица 2
| Номер измерения | U= | ||
| r | Iф, А | E=1/r2 | |
| .. | |||
Практическая часть
Таблица 1
| № измерения | U, B | Iф , А | |
| r1=15 | r2=20 | ||
Таблица 2
| Номер измерения | U=50 В | ||
| r | Iф, А | E=1/r2 (10-3) | |
| 4,4 | |||
| 3,5 | |||
| 2,8 | |||
| 2,3 | |||
| 1,9 | |||
| 1,6 | |||
| 1,4 |
E=1/r2
E1=1/152=4,4
E2=1/172=3,5
E3=1/192=2,8
E4=1/212=2,3
E5=1/232=1,9
E6=1/252=1,6
E7=1/272=1,4
График Iф=ƒ(U)
График Iф=ƒ(Е)=ƒ(1/r2)