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O texto a seguir fundamenta as questões 28 e 29
As placas fotovoltaicas, ou células fotoelétricas, estão em franca expansão como um meio alternativo de geração de energia elétrica. Dados da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) mostram que o número de microgeradores de energia elétrica de matriz solar cresceu 407% de 2016 para 2017. A figura abaixo mostra o processo de captação de energia proveniente da luz solar e sua utilização como energia elétrica. Sabendo que as placas fotovoltaicas são formadas por placas fabricadas, em sua maioria, com silício e que funcionam baseadas em um fenômeno físico conhecido como Efeito Fotoelétrico, responda as questões 28 e 29.
Um dos fenômenos físicos que possibilitaram a construção de placas solares foi o chamado Efeito Fotoelétrico, observado nos anos finais do século XIX e explicado principalmente por Albert Einstein, o que lhe rendeu o prêmio Nobel de Física no ano de 1921. Esse fenômeno ocorre naturalmente na natureza e diz respeito à produção de corrente elétrica em um circuito a partir da incidência de luz em uma placa ligada ao circuito. Em resumo, o que foi observado nesse fenômeno é que a luz, ao incidir sobre uma placa metálica, ocasionava o aparecimento de uma corrente elétrica antes inexistente no circuito. Segundo seus conhecimentos, essa corrente aparece porque:
A onda eletromagnética que compõe o feixe da luz incidente na placa carrega em si uma diferença de potencial que é transferida para a placa, gerando o campo elétrico que provoca a corrente elétrica.
A placa contém elétrons livres que são excitados pela frequência da radiação incidente, o que faz com que eles ganhem energia para percorrer o fio, formando uma corrente elétrica.
Os fótons que compõem a luz incidente colidem com os elétrons livres que estão presentes na placa e transferem a estes últimos uma quantidade de movimento, causando nesses elétrons um movimento e gerando a corrente elétrica.
Todo fóton de luz carrega um campo elétrico. Esse campo elétrico é transferido para a placa gradativamente à medida que os fótons de luz vão incidindo na placa. O acúmulo de fótons na placa gera um campo elétrico resultante com intensidade grande o suficiente para gerar a corrente elétrica observada.
Os elétrons são aquecidos pela luz incidente e se desprendem para o circuito por aquecimento.