Uma célula fotoelétrica, também conhecida como fotocélula ou resistor dependente de luz (LDR), é um dispositivo semicondutor que exibe uma mudança em sua resistência elétrica quando exposto à luz. As células fotoelétricas são baseadas no princípio da fotocondutividade, onde a condutividade de um material semicondutor aumenta com a absorção de luz.

Aqui está uma explicação mais detalhada de como funcionam as células fotoelétricas:

1. Material semicondutor: As células fotoelétricas são normalmente feitas de um material semicondutor, como sulfeto de cádmio (CdS), seleneto de cádmio (CdSe) ou arsenieto de gálio (GaAs).

2. Fotocondutividade: Quando a luz atinge o material semicondutor da célula, a energia dos fótons é absorvida pelos elétrons do material, fazendo-os saltar da banda de valência para a banda de condução. Como resultado, a condutividade do material semicondutor aumenta, permitindo que mais corrente elétrica flua através dele.

3. Conexão do Circuito: A célula fotoelétrica geralmente é conectada em um circuito em série, com uma fonte de energia (como uma bateria) e uma carga (como um resistor). Quando a luz incide sobre a célula, o aumento da condutividade reduz a resistência do semicondutor, permitindo que mais corrente flua através do circuito.

4. Mudança de resistência: A mudança na resistência da célula fotoelétrica é proporcional à intensidade da luz incidente. À medida que a intensidade da luz aumenta, a condutividade aumenta e a resistência diminui. Esta mudança na resistência pode ser usada para medir a intensidade da luz ou controlar outros dispositivos com base no nível de luz.

As células fotoelétricas têm uma ampla gama de aplicações, algumas das quais incluem:

- Medidores de luz em câmeras para ajustar automaticamente as configurações de exposição com base nas condições de luz ambiente.

- Iluminação pública automática que acende quando escurece e apaga quando há luz natural suficiente.

- Alarmes de intrusão ou sistemas de segurança que utilizam células fotoelétricas para detectar movimentos ou mudanças nos padrões de luz.

- Sensores ópticos em dispositivos eletrônicos, como fotocopiadoras, leitores de código de barras e codificadores ópticos.

- Abridores automáticos de portas que detectam a presença de uma pessoa ou objeto detectando uma mudança no caminho da luz.