Relación entre la irradiación y el ángulo de incidencia

Fundamento teórico

La potencia radiada por unidad de ángulo sólido para el cuerpo radiante será:

Hecha la suposición, antes mencionada, de que la distancia que separa el cuerpo radiante de la superficie expuesta es suficientemente grande respecto a las dimensiones de dicha superficie (es decir, el ángulo sólido que cubre dicha superficie, vista desde cualquier punto del cuerpo radiante es muy pequeño), se tiene que:

donde r es la distancia (considerada constante dada la hipótesis de trabajo) que separa el cuerpo radiante de la superficie expuesta, S es el área de la superficie donde se recibe la radiación, y y son los vectores unitarios paralelos a la dirección de incidencia de la radiación y a la normal a la superficie, respectivamente. Por otro lado,

Nuestro modelo de laboratorio para el estudio de la tasa de irradiacion estará formado por una lámpara situada a la máxima distancia posible de una placa fotovoltaica, esto puede conseguirse de distintas formas: colocando la placa fotovoltaica en el suelo, o en una silla, situando la lámpara sobre una silla, etc. La placa fotovoltaica recogerá la energía incidente, irradiada desde el cuerpo radiante y la transformará en energía eléctrica. El voltaje producido por la célula fotovoltaica será proporcional a la energía absorbida. De tal modo que podremos escribir:

Donde definimosα = π , 2

Por otro lado, a la vista de las ecuaciones (1.2) y (1.3) se observa que la potencia recogida, es decir el voltaje, es proporcional a 1/r², de forma que se verificará que:

Objetivos

El objetivo de esta práctica es doble. En primer lugar, la verificar la ley que describe la variación de la tasa de irradiación con el ángulo de incidencia, dada por la ecuación (1.2), y que se traduce en la ecuación para el voltaje dada por (1.4). En segundo lugar, verificar la ley que describe la variación de la tasa de irradiación con la distancia dada por la ecuación (1.5).