Università Roma Tre - Esperimentazioni di Fisica III a.a. 2019/20
Esperienza n.4 del …/…/... Curva caratteristica della cella solare
Studenti Cognome/Nome 1 Cognome/Nome 2
Note di correzione:
La presente guida di relazione è “differente” da tutte le altre.
Volutamente, viene lasciata maggiore libertà alla descrizione di quanto svolto.
Inoltre, nella presente esperienza non è importante l’elaborazione delle misurazioni ma i fenomeni fisici osservati.
Non si devono fare confronti analitici con risultati attesi.
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Scopo dell’esperienza è ricavare la curva i-v di una cella solare sotto diverse condizioni di illuminazione. Inoltre, si vuole ricavare la curva della potenza erogata dalla cella.
Per l’esecuzione dell’esperienza, a ciascun gruppo verrà consegnata una “piccola” e poco efficiente cella solare alla quale è collegato un potenziometro (cioè un carico variabile). Un sistema di illuminazione a LED è utilizzato per illuminare la cella. Inoltre, per evitare che la cella catturi anche la luce ambiente, è fornito un sistema di schermatura.
Nelle figure seguenti è mostra la cella utilizzata per l’esperienza e la sua schermatura
L’illuminatore a LED deve essere collegato all’alimentatore GW. Tramite questo alimentatore si selezionano tre differenti livelli di tensione (+20 V; +25 V; +30 V) che rendono possibili tre differenti livelli d’illuminazione. Non tutti gli illuminatori sono uguali. Scegliere la prima tensione quando i LED dell’illuminatore si accendono “sufficientemente bene” (la tensione dovrebbe essere compresa tra 15 e 20 V). La tensione massima è fissata dall’alimentatore (30 V). Quella intermedia va scelta a metà. Esempio: i LED si accendono a 16 V, la tensione intermedia sarà 23 V. In questo modo si ottengono le tre curve caratteristiche ben distanziate.
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La cella solare è collegata a un circuito di “carico”.
La figura seguente mostra il circuito equivalente dell’apparato di prova.
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Come voltmetro verrà usato il multimetro Fluke 77 (si leggeranno tensioni comprese tra 0 V – resistenza variabile a 0 - cella in corto circuito e 2-3 V – cella a circuito aperto – rimosso il ponticello). Invece, come amperometro si userà l’Agilent. Non tutte le celle sono uguali, si possono trovare tensioni significativamente diverse (alcune celle sono più di una in serie).
ATTENZIONE l’agilent non va usato nel modo consueto. Il puntale positivo (quello rosso) va inserito nell’apposita boccola (si veda figura seguente).
Con i tre livelli d’illuminazione si dovrebbero ricavare curve simili a quelle mostrate nella seguente figura.
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In realtà saranno molto più brutte e certamente meno squadrate e con livelli di tensione e corrente completamente diversi.
Per i tre livelli d’illuminazione tracciare le curve i-v e la curva di potenza (iv) vs v.
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