Uma célula solar é composta por fotodiodos. Cada fotodiodo, quando expostos ao sol do meio-dia, gera 0,5 \mathrm{~V} e 20 mA . Como deve ser o arranjo desses fotodiodos para que tenhamos uma célula solar gerando 10 V e 1 A , exposta a essa radiação solar do meio-dia? ( \mathbf{0 , 5} pontos)

Passo 1

O enunciado diz que cada fotodiodo, sob radiação do meio-dia, gera 0,5\,\mathrm{V} e 20\,\mathrm{mA}. Queremos uma célula solar que forneça 10\,\mathrm{V} e 1\,\mathrm{A}. O conteúdo envolvido é associação em série (tensões somam) e em paralelo (correntes somam).

Passo 2

Para atingir a tensão de 10\,\mathrm{V} em série, cada diodo fornece 0,5\,\mathrm{V}. Logo o número de diodos em série é
n_s = \frac{10\,\mathrm{V}}{0,5\,\mathrm{V}} = 20.

Passo 3

Cada cadeia de 20 diodos em série ainda só entrega 20\,\mathrm{mA}. Para chegar a 1\,\mathrm{A} precisamos de correntes somadas em paralelo. O número de cadeias em paralelo é
n_p = \frac{1\,\mathrm{A}}{20\,\mathrm{mA}} = 50.

Passo 4

Portanto, a disposição é formar 50 ramificações em paralelo, e em cada ramificação colocar 20 fotodiodos em série.

Passo 5

O total de fotodiodos necessários é
20 \times 50 = 1000.

Resposta

A célula deve ter 50 strings em paralelo, cada string com 20 fotodiodos em série (total de 1000 fotodiodos).

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