Использование фотоэлементов в науке и технике

Наиболее распространенное применение фотоэлементов — использование их в звуковом кино для воспроизведения звука, записанного на киноленте в виде «звуковой дорожки». Одновременно со съемкой кинокадров на ленте осуществляют запись звука в виде полупрозрачных полосок разной толщины или зачернений, покрывающих различную часть дорожки.

Схема одного из устройств оптической звукозаписи показана на рис. 35.11. Микрофон М преобразует звуковые колебания в колебания электрического тока,. который после усиления усилителем У проходит через «оптический нож» Н, состоящий из двух металлических пластин, расположенных на очень близком расстоянии друг от друга между полюсами магнитов. Изменяющаяся сила Ампера приводит пластины в движение, вследствие чего щель между ними то увеличивается, то уменьшается, пропуская больше или меньше света на дорожку киноленты, где производится оптическая запись звука.

При воспроизведении звука (рис. 35.12) сквозь звуковую дорожку на фотоэлемент Ф пропускается узкий пучок света. Затемнения на дорожке поглощают часть светового потока. При движении киноленты величина светового потока, пропускаемого звуковой дорожкой, непрерывно изменяется, поэтому изменяется и ток в цепи фотоэлемента (или фоторезистора). Колебания тока, усиленные электронным усилителем У, направляются в громкоговоритель Г, где они преобразуются в звуковые колебания.

Для автоматического управления различными производственными процессами часто применяются фотореле (рис. 35.13). Фотореле состоит из фотоэлемента Ф, усилителя фототока У и электромагнитного реле Э.Р. При попадании на фотоэлемент излучения в катушке К реле возникает ток. Катушка намагничивается и, растягивая пружину Пр, притягивает якорь Я, замыкающий контакт В исполнительной цепи с током большой мощности, приводящим в действие различного рода механизмы, приборы и т. п. Фотореле можно устроить и так, чтобы при освещении фотоэлемента исполнительная цепь размыкалась.

В фотореле вместо фотоэлементов часто используют фотосопротивления. При попадании на фотосопротивление излучения его сопротивление резко уменьшается, и ток в цепи увеличивается во много раз.

Фотореле имеет много различных применений. Оно включает и выключает маяки, освещение на улицах. Когда освещенность фотоэлемента падает ниже нормы, фотореле автоматически включает освещение, а когда солнечный свет дает достаточную освещенность — выключает его. Фотореле останавливает машины на бумажной фабрике или в типографии при обрыве бумажной ленты, охраняет рабочего от несчастных случаев, считает детали на конвейере, контролирует размеры деталей и т. д.

Фотоэлементы широко применяются в фотометрии для измерения силы света, яркости, освещенности (в фотометрах и люксметрах). Для этой дели используются фотоэлементы, спектральная чувствительность которых близка к спектральной чувствительности глаза. Фотоэлементы, чувствительные к невидимому излучению, используются для его обнаружения и изучения. В военном деле фотоэлементы применяются в самонаводящихся снарядах, для сигнализации и локации невидимыми лучами. В технике связи фотоэлементы используются в фототелеграфе для передачи неподвижных изображений, в фототелефоне, работающем без проводов на инфракрасных лучах и т. д.

Фотоэлементы используются в астрокомпасе — автоматическом приборе, служащем для ориентации по Солнцу и звездам. Такие приборы заменяют магнитные компасы в полярной авиации и применяются в космических аппаратах.