Een foto-elektrische cel, ook wel fotocel of lichtafhankelijke weerstand (LDR) genoemd, is een halfgeleiderapparaat dat een verandering in zijn elektrische weerstand vertoont bij blootstelling aan licht. Foto-elektrische cellen zijn gebaseerd op het principe van fotogeleiding, waarbij de geleidbaarheid van een halfgeleidermateriaal toeneemt bij absorptie van licht.

Hier is een meer gedetailleerde uitleg van hoe foto-elektrische cellen werken:

1. Halfgeleidermateriaal: Foto-elektrische cellen zijn doorgaans gemaakt van halfgeleidermateriaal, zoals cadmiumsulfide (CdS), cadmiumselenide (CdSe) of galliumarsenide (GaAs).

2. Fotogeleiding: Wanneer licht het halfgeleidermateriaal van de cel raakt, wordt de energie van de fotonen geabsorbeerd door de elektronen in het materiaal, waardoor ze van hun valentieband naar de geleidingsband springen. Als gevolg hiervan neemt de geleidbaarheid van het halfgeleidermateriaal toe, waardoor er meer elektrische stroom doorheen kan stromen.

3. Circuitverbinding: De foto-elektrische cel is meestal verbonden in een serieschakeling, met een stroombron (zoals een batterij) en een belasting (zoals een weerstand). Wanneer er licht op de cel valt, vermindert de verhoogde geleidbaarheid de weerstand van de halfgeleider, waardoor er meer stroom door het circuit kan stromen.

4. Verandering van weerstand: De weerstandsverandering van de foto-elektrische cel is evenredig met de intensiteit van het invallende licht. Naarmate de lichtintensiteit toeneemt, neemt de geleidbaarheid toe en neemt de weerstand af. Deze verandering in weerstand kan worden gebruikt om de lichtintensiteit te meten of andere apparaten aan te sturen op basis van het lichtniveau.

Foto-elektrische cellen hebben een breed scala aan toepassingen, waaronder:

- Lichtmeters in camera's om de belichtingsinstellingen automatisch aan te passen op basis van het omgevingslicht.

- Automatische straatverlichting die aangaat als het donker wordt en uitgaat als er voldoende natuurlijk licht is.

- Inbraakalarmen of beveiligingssystemen die foto-elektrische cellen gebruiken om beweging of veranderingen in lichtpatronen te detecteren.

- Optische sensoren in elektronische apparaten, zoals fotokopieerapparaten, barcodelezers en optische encoders.

- Automatische deuropeners die de aanwezigheid van een persoon of object detecteren door een verandering in het lichtpad te detecteren.