Funcionamento das Fotocélulas

Funcionamento das Fotocélulas

Eliane Dalongaro Pires

As fotocélulas são um recurso tecnológico muito utilizado atualmente, devido à necessidade de economia de energia e de simplicidade de manuseio. Esses dispositivos podem ser utilizados na substituição de interruptores que acendem lâmpadas de casas e postes de ruas.

O efeito fotoelétrico é uma manifestação energética de emissão de elétrons por um material, normalmente metálico, quando exposto a uma fonte de radiação eletromagnética como a luz, desde que a frequência esteja suficientemente alta. Quando determinado tipo de luz atinge a superfície de um metal, observa-se que o metal passa a emitir elétrons. Esse fenômeno é chamado de efeito fotoelétrico.

O efeito fotoelétrico foi explicado em 1905 por Einstein, o qual propôs que, no efeito fotoelétrico, um fóton é inteiramente absorvido por um único elétron em um tipo de interação semelhante à colisão entre duas partículas. Para que o elétron seja emitido, é necessário que a energia transportada pelo fóton de luz seja superior à energia de ligação entre o elétron e o núcleo do átomo, portanto, a quantidade de elétrons liberada depende da quantidade de fótons e não de sua energia. Portanto conclui-se que um material fotossensível é aquele que sofre uma reação química por ação da luz e, portanto, o efeito fotoelétrico não é uma reação química, mas um processo de ionização de átomos, normalmente envolvendo metais.

As fotocélulas funcionam através da ionização de um material foto sensível pela radiação solar. Este fenômeno é conhecido como efeito fotoelétrico. A célula fotoelétrica apresenta uma abertura por onde a luz entra, atingindo a superfície de uma camada fina de metal, que funciona como cátodo. No centro da fotocélula existe uma chapa metálica, que serve para captar elétrons arrancados do cátodo. Quando a luz atinge o cátodo da fotocélula, produz-se uma pequena corrente elétrica que ativa um relé e desarma a lâmpada. Assim, quando anoitece e a radiação solar diminui, a ausência do efeito fotoelétrico liga um relé, acendendo a lâmpada do poste. O material empregado nestas fotocélulas contém um elemento químico capaz de ser facilmente ionizado. Como por exemplo, o rubídio e o potássio.

A fotocélula não fornece energia para a lâmpada ficar acesa, mas apenas age como um interruptor automático. Já as células fotovoltaicas ou fotoelétricas são capazes de converter energia luminosa em eletricidade, sendo, por isso, usadas em painéis solares.

REFERÊNCIAS

BARCELOS, Álvaro Montebelo. Propriedades Químicas. Disponível em:< web.ccead.puc-rio.br/condigital/mvsl/.../SL_propriedades_quimicas.pdf>. Acesso em: 17 ago.2015.

Conteúdos Digitais Multimídia, Guia Didático do Professor. Disponível em: < web.ccead.puc-rio.br/condigital/software/objetos/.../guiaDidatico.pdf>. Acesso em: 17 ago.2015.