Я недавно собирал данные (для школьного эксперимента), чтобы измерить ЭДС и внутреннее сопротивление солнечного элемента. Данные соответствовали уравнению: , т.е. напряжение уменьшилось, а ток увеличился, и у меня отрицательный градиент. Однако у меня возникли некоторые трудности с объяснением, почему график такой, какой он есть, то есть почему существует отрицательный градиент?
Вот мое обоснование: используя закон Ома, мы видим, что уменьшение (внешнего) сопротивления увеличивает ток, протекающий по всей цепи (это простая последовательная цепь только с солнечным элементом, амперметром, переменным резистором и вольтметром (параллельно, очевидно)). Теперь падение напряжения на солнечном элементе также должно увеличиваться (при условии, что его внутреннее сопротивление постоянно), потому что , где это «потерянные вольты». По этой причине падение напряжения на нагрузке должно уменьшаться (что мы и видим на графике), т.к. . Таким образом, падение напряжения на резисторе уменьшается по мере увеличения тока.
Я не знаю, насколько это правильно и правильно ли это вообще, но я был бы признателен за любую оказанную помощь. Кроме того, как вы, вероятно, можете сказать, уровень физики, используемый здесь, очень базовый, поэтому я также был бы признателен, если бы ответы объясняли это таким же образом, хотя, где это возможно, не жертвуйте точностью ради простоты.
Ваше рассуждение верно.
Если солнечный элемент моделируется как источник напряжения последовательно с внутренним сопротивлением и ячейка подключена к нагрузочному сопротивлению , последовательный ток определяется законом Ома:
или
Выходное напряжение солнечной батареи – это напряжение на сопротивлении нагрузки, которое по закону Ома равно .
Таким образом