Una cellula fotoelettrica, nota anche come fotocellula o resistore dipendente dalla luce (LDR), è un dispositivo a semiconduttore che mostra un cambiamento nella sua resistenza elettrica quando esposto alla luce. Le cellule fotoelettriche si basano sul principio della fotoconduttività, secondo il quale la conduttività di un materiale semiconduttore aumenta con l'assorbimento della luce.

Ecco una spiegazione più dettagliata del funzionamento delle cellule fotoelettriche:

1. Materiale semiconduttore: Le celle fotoelettriche sono generalmente costituite da un materiale semiconduttore, come solfuro di cadmio (CdS), seleniuro di cadmio (CdSe) o arseniuro di gallio (GaAs).

2. Fotoconduttività: Quando la luce colpisce il materiale semiconduttore della cella, l'energia dei fotoni viene assorbita dagli elettroni presenti nel materiale, facendoli saltare dalla banda di valenza alla banda di conduzione. Di conseguenza, la conduttività del materiale semiconduttore aumenta, consentendo il passaggio di una maggiore quantità di corrente elettrica.

3. Collegamento al circuito: La cellula fotoelettrica è solitamente collegata in un circuito in serie, con una fonte di alimentazione (come una batteria) e un carico (come un resistore). Quando la luce cade sulla cella, la maggiore conduttività riduce la resistenza del semiconduttore, consentendo a più corrente di fluire attraverso il circuito.

4. Cambiamento della resistenza: La variazione di resistenza della cellula fotoelettrica è proporzionale all'intensità della luce incidente. All’aumentare dell’intensità della luce, la conduttività aumenta e la resistenza diminuisce. Questa variazione di resistenza può essere utilizzata per misurare l'intensità della luce o controllare altri dispositivi in ​​base al livello di luce.

Le cellule fotoelettriche hanno una vasta gamma di applicazioni, alcune delle quali includono:

- Esposimetri nelle fotocamere per regolare automaticamente le impostazioni di esposizione in base alle condizioni di luce ambientale.

- Lampioni automatici che si accendono quando fa buio e si spengono quando c'è abbastanza luce naturale.

- Allarmi antintrusione o sistemi di sicurezza che utilizzano cellule fotoelettriche per rilevare movimenti o cambiamenti nei modelli di luce.

- Sensori ottici in dispositivi elettronici, come fotocopiatrici, lettori di codici a barre e codificatori ottici.

- Apriporta automatici che rilevano la presenza di una persona o di un oggetto rilevando un cambiamento nel percorso della luce.