Используя пластилин, закрепим внутри ящика солнечную батарею и закроем его крышкой для предотвращения попадания света снаружи. К клеммам схемы из ящика и к выводам солнечной батареи присоединяем по амперметру.
Снимаем требуемую зависимость и строим график.
| $I_{к.з.},~ мкА$ | 5.7 | 6.1 | 6.4 | 6.8 | 7.2 | 7.6 | 8.0 | 8.5 | 8.9 | 9.2 | 9.6 |
| $I_{сд},~мА$ | 7.7 | 8.0 | 8.5 | 9.0 | 9.5 | 10.0 | 10.5 | 11.0 | 11.5 | 12.0 | 12.5 |
| $I_{к.з.},~ мкА$ | 9.9 | 10.3 | 10.7 | 11.1 | 11.4 | 11.8 | 12.2 | 12.6 | 12.9 | 13.3 | 13.8 |
| $I_{сд},~мА$ | 13.0 | 13.5 | 14.0 | 14.5 | 15.0 | 15.5 | 16.0 | 16.5 | 17.0 | 17.5 | 18.3 |
Из графика видно, что $I_{к.з.}$ солнечной батареи прямо пропорционален мощности падающего на нее излучения.
Покажите справедливость изложенной выше теоретической модели.
С помощью пластилина прикрепим к солнечной батарее линейку. Теперь будем закрывать крышкой от ящика часть поверхности батареи и каждый раз измерять амперметром $I_{к.з.}$, вольтметром $U_{х.х.}$, а линейкой ${S}/{S_{\max}}$ .
| ${S}/{S_{\max}}$ | 1.00 | 0.92 | 0.83 | 0.75 | 0.67 | 0.58 | 0.50 |
| $U_{х.х.},~ мВ$ | 286 | 282 | 275 | 266 | 257 | 250 | 238 |
| $I_{к.з.},~ мкА$ | 1055 | 945 | 861 | 781 | 695 | 599 | 515 |
| ${I_{к.з.}}/{I_{к.з.\max}}$ | 1.00 | 0.90 | 0.82 | 0.74 | 0.66 | 0.57 | 0.49 |
| ${S}/{S_{\max}}$ | 0.42 | 0.33 | 0.25 | 0.17 | 0.10 | 0.05 | 0.00 |
| $U_{х.х.},~ мВ$ | 225 | 208 | 185 | 163 | 131 | 98 | 0.3 |
| $I_{к.з.},~ мкА$ | 443 | 325 | 243 | 154 | 96 | 39 | 0 |
| ${I_{к.з.}}/{I_{к.з.\max}}$ | 0.42 | 0.31 | 0.23 | 0.15 | 0.09 | 0.04 | 0.00 |
То, что зависимость является прямой пропорциональностью, доказывает справедливость модели элементарных ячеек. Ток короткого замыкания прямо пропорционален количеству освещенных ячеек, а оно в свою очередь прямо пропорционально освещенной площади.
Так как ток солнечной батареи в режиме холостого хода практически равен нулю, то $I_{с.б.} = I_{к.з.}$. В то же время при отсутствии освещения $U_{с.б.} = U_{х.х.}$. Таким образом $I_{с.б.} (U_{с.б.} ) = I_{к.з.} (U_{х.х.})$.