ESCUELA PREPARATORIA
OFICIAL 107
“FOTOCELDAS”
INTEGRANTES:
·
FIGUEROA
ALCANTARA PAOLA
·
GALICICA
MALVAES JORGE ALONSO
3° II
·
SAUL
HERNANDEZ VAZQUEZ
·
SEDANO
CARDENAS ASTRID
·
RAMIREZ
ESTRADA BRENDA JAZMIN
INTRODUCCION
En este trabajo presentaremos a
continuación el significado de foto celda, su funcionamiento y por consiguiente
la utilidad que tiene una foto celda en la vida cotidiana, ya que el tema que
se trata hoy en día es la energía eléctrica, por ejemplo el
alumbrado público es importante en
consumo de energía, la utilización de fotoceldas ha sido de gran ayuda en el
control de energía eléctrica facilitando el encendido y apagado de las
lámparas.
Se
presentaran las características más resaltadas de una fotocelda y las
aplicaciones que esta conlleva.
FOTOCELDAS
Una fotocelda es
un dispositivo electrónico que es capaz de producir una pequeña cantidad de
corriente eléctrica al ser expuesta a la luz.
Entre sus aplicaciones típicas están
las de controlar el encendido-apagado de una lámpara, por ejemplo, o de
producir el voltaje suficiente para recargar una batería o cualquier otra
aplicación en que se requiera una fuente de voltaje.
Este tipo de dispositivos son
distintos a las celdas solares y paneles solares.
Una fotocelda es una resistencia, cuyo valor en ohmios, varía ante
las variaciones de la luz.
Estas resistencias están construidas
con un material sensible a la luz, de tal manera que cuando la luz incide sobre
su superficie, el material sufre una reacción química, alterando su resistencia
eléctrica.
– Presentan bajo valor de su
resistencia ante la presencia de luz
– Presentan un alto valor de resistencia ante la ausencia de luz
– Presentan un alto valor de resistencia ante la ausencia de luz
La fotocelda se
emplea para controlar el encendido automático del alumbrado público. También se
utiliza ampliamente en circuitos contadores electrónicos de objetos y personas,
en alarmas, etc.
Cuando se desea convertir la energía
del sol en electricidad, se recomienda utilizar una celda solar.
FUNCIONAMIENTO DE LA FOTOCELDA
Las
fotoceldas convierten la luz solar en energía eléctrica, esta es conducida a
través de un alambre hacia las baterías donde es almacenada hasta que se
necesita, en el camino hacia las baterías la corriente pasa a través de un
controlador el cual corta el flujo de corriente cuando las baterías están
completamente cargadas.
Para algunos aparatos la
electricidad puede ser utilizada directamente de las baterías. A este tipo de
corriente se le conoce con el nombre de: “corriente directa” o “DC” y puede
encender aparatos como:
·
Luces
automovilísticas
·
Radios
·
Televisiones
portátiles
·
Luces
intermitentes
Para controlar la mayoría de los
aparatos que encontramos en una casa es necesaria utilizar la “corriente
alterna” o “AC” se produce utilizando un invertidor, la cual transforma la
corriente directa (DC) en corriente alterna (AC).
VENTAJAS
Y USOS DE LA FOTOCELDA
La ventaja principal de su uso es
su producción de energía constante, su larga vida y su mínimo mantenimiento. Las
fotoceldas las podemos encontrar en diferentes tamaños y se catalogan por su
producción de watts por hora de sol efectiva. Así, si tenemos una fotocelda de
50 watts en un día con 5 horas de sol esta producirá 250 watts en el día. Debido
a que la posición del sol en el cielo varia a través del año (mas alto en el
verano y bajo el en invierno) es recomendable darle un ajuste al angulo de la
posición de la fotocelda dependiendo de la estación del año en la que nos
encontramos. La regla es colocar las celdas siempre perpendiculares hacia el
sur y un ángulo de tu latitud más 15° en invierno y tu latitud 15° en verano. Industrialmente
las aplicaciones de las fotoceldas cuentan con dos categorías generales:
1) La detección puede hacerse en una
base de todo o nada, en donde el circuito de la fotocelda tiene solo dos
estados de salida que representan la presencia o la ausencia de un objeto, este
es el tipo de detección usada para contar con partes que viajan por una banda
transportadora o para evitar la operación de un mecanismo si las manos del
operador no está fuera de la luz de trabajo.
b).- La detección puede hacerse en una base continua, teniendo en el circuito de la fotocelda una salida continuamente variable que representa la posición variable del objeto. Este es el tipo de detección usada para “observar’’ la orilla de una tira de material en movimiento para evitar que se desvíe demasiado de su posición adecuada.
2) Detección del grado de translucidez
(capacidad de pasar luz) o el grado de luminiscencia (capacidad de genera luz) de un liquido o un sólido. En estas aplicaciones, proceso ha sido dispuesto de manera que la
translucidez o luminiscencia representen una variable
de proceso importante. Algunos ejemplos de variables que pueden ser medidas de
esta manera son densidad, temperatura y concentración de algún compuesto
químico específico.
DESVENTAJAS DE LAS FOTOCELDAS
·
Respuesta
espectral estrecha (sensibilidad del foto resistor para los diferentes tipos de
ondas de la luz).
·
Efecto
de la histéresis (tendencia de mantener el estado de la salida; inercia o
retardo).
·
Estabilidad
por temperatura baja para los materiales mas rapidos. La variación del valor de
la resistencia tiene retardo, diferente si se pasa de oscuro a iluminado o de
iluminado a oscuro. Esto limita a no usar los LDR en aplicaciones en las que la
señal luminosa varía con rapidez.
·
Respuesta
lenta en materiales estables.
·
Falta
de linealidad entre resistencia e iluminación.
Para la conexión de la fotocelda, esta debe ser
alimentada por una fuente a 120VAC o 220VAC. El cable
potencial se identifica de color negro, el neutro de blanco y el que controla
la carga de rojo. Luego de ser alimentado, la fotocelda interrumpe
el potencial en su
interior por un relé. Este cable va hacia la carga, por lo que solo faltaría el
neutro u otro potencial para cerrar el circuito.
En su interior están compuesto por dos elementos principales:
un foto resistor
de sulfuro de cadmio y un relé. El foto resistor incrementa
su resistencia cuando disminuye la intensidad luminosa, esta se conecta en
serie con un resistor, formando un divisor de tensión para poder activar el
relé. Al activarse el relé, este cierra su contacto que controla el potencial
que entra a la fotocelda.
La potencia que puede manejar lo define los contacto
del relé de la fotocelda.
Es común ver que estas pueden soportar desde 1500W hasta 1800Wdependiendo del fabricante.
Por lo que con una de 1500W se pueden conectar hasta 15
bombillos incandescente de 100W (ignorando las perdidas). Sin
embargo, las lámparas de alumbrado exterior son de alta potencia y necesitan de un balastro (transformador) para su encendido.
En caso de controlar un grupo de este tipo de lámparas sería
necesario utilizar un contacto controlado por la fotocelda.
Tomando nuestra analogía, las baterías almacenan electricidad
así como los tanques almacenan agua. A mayor altura se encuentre el tanque de
agua, mayor será la presión que presente en su base. En el mismo modo a mayor
voltaje en un banco de baterías más grande será la presión del flujo de
electrones.
En el mismo modo, una batería de 12 volts tiene la mayoría de
electricidad almacenada dentro del rango de 12.0 a 12.66 volts. Cuando la
batería de encuentre abajo de 12.0 volts se puede decir que no tiene nada de
amperes disponibles.
El poder de la electricidad (la habilidad para hacer trabajo)
es una función de la presión (voltaje) y la cantidad (amperaje). La regla
" VOLTS POR AMPERES ES IGUAL A WATTS" define su relación y es
conocida como la Ley de Ohms.
Las
fotoceldas refieren con la ventaja de que, además de contar con
gran calidad, son de bajo costo en general, por lo que cualquier interesado
puede optar por construir sistemas grandes con múltiples fotoceldas que
permitan una mayor producción y aprovechamiento de energía de acuerdo a las
necesidades específicas.
Entre los
usos más comunes de las fotoceldas solares están los de controlar el encendido y
apagado de todo tipo de lámparas y alumbrado público, además de circuitos
contadores de objetos, en la producción de voltaje necesario para recargar
baterías o en las clásicas calculadoras solares, así como otros dispositivos
semejantes. Su uso, muy aprovechado en ámbitos públicos, poco a poco ha ido
extendiéndose hasta llamar la atención de particulares y empresas interesadas
en mejorar su rendimiento económico, apoyando a la vez el discurso ecológico
actual frente a las tecnologías imperantes durante muchos años que, si bien han
sabido dar soluciones a múltiples problemas del desarrollo social humano, ahora
se ven estancadas y atrapadas por el tipo de recursos que requieren para
producir sus beneficios, además de por los efectos secundarios que producen en
el medio ambiente.
Las
fotoceldas están construidas con materiales sencillos, muy fáciles de hallar en
el entorno y muy sensibles a la luz, de modo que cuando cualquier tipo de luz
aparece sobre ellas sufren una reacción que altera su resistencia eléctrica,
generando así cierta cantidad de energía.
Dependiendo de las necesidades y el uso que se
requiera, las fotoceldas solares pueden presentar inconvenientes
típicos como la reducida cantidad de energía
producida
por la noche y en días nublados, sin embargo, este tipo de problemas pueden ser
solucionados fácilmente con otros dispositivos igualmente prácticos y
proporcionalmente de bajo costo, esto aunado a la creciente mejora tecnológica
de las fotoceldas, que cada vez aprovechan de mejor manera la energía recibida.
Dadas las características de tales inconvenientes, estos no representan ningún
verdadero obstáculo para quien decida favorecerse y favorecer al medio ambiente
mediante el uso de los recursos solares, sobre todo si se contempla el uso de
las fotoceldas como un dispositivo extra de producción y ahorro frente a la
principal fuente de energía eléctrica.
La postura
positiva cara a las energías limpias no es sólo un deber de cualquier ser
humano contemporáneo comprometido con el presente y el futuro de su especie y
con el de su entorno, sino que responde también con numerosos beneficios para
aquel que se decide a invertir en ellas.
Las
energías limpias no son sólo una inversión a la economía particular, sino al
fortalecimiento de propuestas de soluciones tecnológicas y, por lo tanto, a la
generalización de su demanda y creciente desarrollo y optimización. Es
necesario comprender que este tipo de soluciones no son ya una exploración,
sino todo un camino comprobado y que se mejora cada día con el creciente
interés de la tecnología en todas las fuentes de energía, que tan presentes
están en nosotros y no hemos sabido aprovechar de la mejor manera.
En la
actualidad es sumamente fácil adquirir una fotocelda, y más y más personas
optan por sistemas de fotoceldas como auxiliares a sus redes principales de
energía. Así, podemos asegurar que las fotoceldas solares son más que una apuesta al futuro:
son la
mejor manera de revitalizar nuestra relación con el medio ambiente, y son la
mejor alternativa a los problemas de energía del presente.
CONCLUSION
Las fotoceldas son dispositivos
capaces de generar energía eléctrica al ser expuestos a la luz solar, son de
suma importancia en la vida del ser humano ya que al utilizar una fotocelda se
ahorra la energía eléctrica, estos dispositivos no son caros y son muy fáciles
de conseguir.
Hoy en dia desde la industria y la
comunicación se han puesto disponibles varias alternativas para hacer uso de
las energías renovables y limpias, estas energías no alteran con violencia a el
medio ambiente, además que generan el desarrollo sostenible que beneficia a el
ser humano y a su entorno, por este motivo es recomendable que los seres
humanos hagamos conciencia y le demos un buen uso a la tecnología para no dañar
aun mas al medio ambiente.
BIBLIOGRAFIA
