POLARIZACIÓN; FOTORRESISTORES Y CELDA SOLAR

FOTO 1 y 2

Lentes Polaroides montados a uno y otro lado de un recipiente de plástico

Hoy vamos a observar, para poner primero en evidencia el fenómeno de POLARIZACIÓN con ayuda del dispositivo de las fotos 1 y 2. La luz normal, generalmente no está polarizada en el plano de la onda electromagnética que constituye la luz. El vector CAMPO ELÉCTRICO puede apuntar en todas las direcciones. La única condición es que el vector CAMPO ELÉCTRICO y CAMPO NAGNÉTICO hagan un ángulo de 90 grados entre ellos y con el vector que lleva la propagación de la onda (vector de onda). Una lámina de POLAROIDE o un lente Polaroide tienen un eje a lo largo del cual el campo eléctrico es absorbido y otro eje a lo largo del cuál hay fácil transmisión. La luz reflejada por los objetos está parcialmente polarizada. Con una lente polaroide, observe la reflexión de la luz en el piso, rote la lente y note el cambio de intensidad de dicha luz reflejada. Si la luz natural se hace incidir sobre una lámina polaroide entonces el campo eléctrico que pasa será a lo largo del eje de fácil transmisión. Si ud usa otra lámina polaroide para que la luz habiendo pasado por el primer polaroide pase por el segundo polaroide, entonces éste último dependiendo de su orientación dejará pasar más o menos luz. La intensidad de la luz es proporcional al CUADRADO de la amplitud del campo eléctrico.

El objetivo primordial de ésta experiencia será poner en evidencia el fenómeno antes descrito. El dispositivo de las fotos 1 y 2 corresponde a dos láminas polaroides (lentes polaroides)una frente a la otra a ambos lados del recipiente. Enfoque con este dispositivo una fuente de luz y rote la tapa del recipiente (donde está fija una de las lentes polaroides) y anote lo que observa cuando rota la tapa 360 grados. Puede ayudarse con una marca y las muescas de la tapa.

Anote cuidadosamente lo que observa al observar diferentes fuentes (luces, luz reflejada en objetos, etc).

Para cuantizar y poder comparar las intesidades luminosas vamos a usar un sensor de luz: EL FOTORRESISTOR. Este dispositivo puede verse en la figura 3. abajo

Figura 3.

Conjunto de Fotorresistores de sulfurode cadmio.

Estos dispositivos están hechos de material semiconductor y una de sus características más importantes es que su resistencia eléctrica en ohmios, es función de la cantidad de luz que les caiga. Tome uno de ellos y un medidor digital de resistencias y aproxime el fotorresistor a la luz y mida su resistencia y luego voltéelo para que no le llegue la luz y notará que la resistencia eléctrica variará de algunos miles de ohmios. Puede calibrarlos para medir resistencias.

Un circuito para medir intensidad de luz.

Nuestra medición se basará en la hipótesis siguiente: El semiconductor tendrá una corriente proporcional a la intensidad de la luz que incide sobre él. Para medir la corriente que circula por él usaremos un circuito en serie con una resistencia fija R, que justo nos servirá para con la ayuda de la ley de OHM V=IR determinar I en amperios o miliamperios. Vea la foto con el diagrama abajo (foto 4)

Foto 4

Use el diagrama de la foto 4 para estudiar el comportamiento de la Intensidad de la luz con la distancia por ejemplo.

Haga una tabla de valores y un gráfico I vs d, siendo I corriente y d distancia entre fotorresistor y foco.

discuta sus resultados

Si frente al foco de la figura 4 colocamos ahora el dispositivo de las figuras 1 y 2 podemos estudiar el comportamiento de la Intensidad de luz con el ángulo que hace el eje de fácil transmisión de uno de los polaroides con el eje de fácil transmisión del otro polaroide. Use las muescas en el plástico para rotar dichos ejes a pasos angulares regulares igualmente espaciados. Tome datos hasta dar una vuelta completa (2 pi radianes, o 360 grados.por lo menos. Para poner los ejes paralelos busque el punto de máxima brillantez en la luz ( o el máximo valor de corriente o voltaje). Luego rote.

Haga un gráfico de I vs ángulo. Discuta sus resultados. ¿Qué aplicaciones le encuentra?.

Nota: los lentes los encontré en Multi Max de la Tumba muerto. Puede que se puedan encontrar en salsipuedes. Los LDR se encuentran en las electrónicas . Todo no debe pasar de 3 B/.

La celda Solar

Foto 5

La foto 5 muestra un conjunto de celdas solares. Están hechas de material semiconductor. Ellas transforman la energía solar directamente en energía eléctrica sin ruido, ni polución, pero aún con baja eficiencia y costo relativamente alto.. Un panel solar está compuesto de una serie de celdas solares. Si uno desea más voltaje, las colocamos en serie. Si queremos más corriente, las colocamos en paralelo. Las celdas solares hay que manejarlas con mucho cuidado pues son muy frágiles. Nosotros las hemos colocado en cajitas de plástico transparente, pues ayuda a no tenerlas a la intemperie pues en nuestro medio casi todo lo afecta el clima.

Nota estas celdas se encuentran en la tiendas RadioShack a unos 5B/

Ud usará el circuito de la foto 6 abajo para ver como se comporta la corriente de la celda con las distintas potencias de unos focos, también puede ver como varía la corriente que da con la resistencia de carga R del circuito abajp (foto 6).

Foto 6

Circuito para estudiar la corriente I que suministra la celda en función de D o en función de R. No olvide el control de variables.cuit

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