EXO NATUURKUNDE 2000 / 2001

 

Theorie

 

Om deze proef te kunnen uitwerken, is er zowel gebruik gemaakt van de elektriciteitsleer als van optica. Deze theorie en bijbehorende formules zijn vooral uit BINAS en het leerboek gehaald. Ook de sectie natuurkunde heeft extra theorie uitgelegd, die nodig was voor het EXO.

Optica
Wit licht bestaat uit verschillende kleuren. Iedere kleur heeft z'n eigen gebied van golflengtes. Het witte licht kan met behulp van filters gescheiden worden. De filters laten slechts een deel van de golflengtes door, zodat het oog dit waarneemt als een bepaalde kleur.

De werking van een zonnecel
In een zonnecel wordt stralingsenergie omgezet in elektrische energie. De foto-elektrische cel is een halfgeleider, waarin elektronen, genaamd valentie-elektronen, losgemaakt kunnen worden. Deze valentie-elektronen bewegen zich als een negatieve lading naar de pluspool. Hierdoor ontstaat er telkens een gat. De gaten gedragen zich als positieve ladingen, die zich als het ware verplaatsen, aangezien het volgende elektron opschuift.

Er hebben verschillende factoren invloed op de hoeveelheid vermogen dat een zonnecel levert. Deze zijn:

  • De intensiteit van het licht.
  • De golflengte van het licht (ook onzichtbare straling levert vermogen op).
  • De hoek van inval van de lichtbundel (optimale lichtinval heeft optimale stroomopwekking tot gevolg).
  • Het soort licht (zonlicht of kunstlicht). Hoe het licht verdeeld is over de oppervlakte van de zonnecel (het licht moet voor een goede meting gelijkelijk over het oppervlak verdeeld zijn).
  • De grootte van de weerstand die in serie geschakeld is met de zonnecel.
Elektriciteit
Om de stroomsterkte te kunnen uitrekenen uit de gegevens is de Wet van Ohm (V=IR) nodig. Om het vervolgens om te rekenen naar vermogen is de formule P=IV gebruikt. Ook de theorie over weerstanden, inwendige weerstanden en stroomschakelingen is gebruikt. Om de inwendige weerstand van een zonnecel te kunnen opheffen is een in serie geschakelde weerstand nodig. De voltmeter dient parallel geschakeld te worden aan de zonnecel.