Åben spænding: Hvad er det?

Hvad er åbenkredssløjfe-spænding?

Når der opstår en åben kreds i et enhed eller kredsløb, kaldes forskellen i elektrisk potentiale mellem de to terminaler for åbenkredssløjfe-spænding. I netværksanalyse kaldes åbenkredssløjfe-spændingen også for Thevenin Spænding. Åbenkredssløjfe-spændingen forkortes ofte til OCV eller VOC i matematiske ligninger.

Under åbenkredssløjfe-forhold er den eksterne belastning afkoblet fra kilden. En elektrisk strøm vil ikke løbe gennem kredsløbet.

Når en belastning er forbundet og kredsløbet lukket, deles kildens spænding over belastningen. Men når den fulde belastning af enheden eller kredsløbet er afkoblet og kredsløbet åbnet, er åbenkredssløjfe-spændingen lig med kildens spænding (antag ideel kilde).

Åbenkredssløjfe-spændingen bruges til at nævne et potentiaforskell i solcelle og batterier. Det vil dog afhænge af bestemte betingelser som temperatur, ladningsstand, belysning osv.

Hvordan finder man åbenkredssløjfe-spænding?

For at finde åbenkredssløjfe-spændingen skal vi beregne spændingen mellem to terminaler, hvor kredsløbet er åbnet.

Hvis hele belastningen er afkoblet, er kildens spænding det samme som åbenkredssløjfe-spændingen. Den eneste spændingsnedgang foregår over batteriet. Og denne vil være meget lille.

Hvis en del af belastningen er afkoblet, deles kildens spænding over en anden belastning. Og hvis du vil finde åbenkredssløjfe-spændingen, kan den udledes på samme måde som Thevenin-spændingen. Lad os forstå det med et eksempel.

I ovenstående figur er A, B, C modstandere og belastning forbundet med en DC-kilde (V). Lad os antage, at belastningen er afkoblet fra kilden og skaber en åben kreds mellem terminalerne P og Q.

Nu vil vi finde spændingen mellem terminalerne P og Q. Derfor skal vi finde strømmen, der passerer gennem loop-1 ved hjælp af Ohms lov.

Dette er strømmen, der passerer gennem loop-1. Og samme strøm vil løbe gennem modstanderne A og B.

Den anden loop er en åben kreds. Så, strømmen, der passerer gennem modstanden C, er nul. Og spændingsnedgangen over modstanden C er nul. Derfor kan vi ignorere modstanden C.

Spændingsnedgangen over modstanden B er den samme som spændingen, der er tilgængelig mellem åben kreds-terminalerne P og Q. Og spændingsnedgangen over modstanden B er,

Denne spænding er en åbenkredssløjfe-spænding eller Thevenin-spænding. 

Åbenkredssløjfe-spænding test

Åbenkredssløjfe-spænding er et potentiaforskell mellem positive og negative terminaler. Åbenkredssløjfe-spænding test udføres på batterier og solceller for at identificere den elektriske potentialekapacitet.

Batterier bruges til at konvertere kemisk energi til elektrisk energi. Og der er to typer batterier; genopladelige batterier og primære batterier.

Åbenkredssløjfe-spænding test anvendes på begge typer batterier. Og data fra denne test bruges til at beregne ladningsgraden (SOC) for genopladelige batterier.

Standard åbenkredssløjfe-spænding hentes fra datasiden fra batteriproducenten. Spændingen, der er anført på batteriet, er en åbenkredssløjfe-spænding.

Åbenkredssløjfe-spænding test måler spændingen på batteriet, når der ikke er forbundet en belastning. Så, for at udføre en åbenkredssløjfe-spænding test, fjern batteriet, hvis muligt, eller tag terminaler til test.

Sæt nu en digital multimeter på DC-spænding. Og mål læsningen mellem batteriterminalerne. Denne spænding er nær standardspændingen. Hvis den målte spænding er lav, er batteriet skadet.

For genopladelige batterier udføres denne test for at kontrollere, om batteriet er opladt eller nedladt. I dette tilfælde udføres en kapacitetsprøve for at kontrollere tilstanden.

Hvorfor er spændingen ikke nul i en åben kreds?

Spænding defineres som et potentiaforskell mellem to terminaler. Så, hvis to punkter ikke er forbundet med hinanden, og begge punkter er forbundet med forskellige spændingsniveauer, vil der pga. potentiaforskellen være en spænding mellem de to punkter.

På samme måde, under åbenkredssløjfe-betingelser, er begge terminaler åbne, men de er forbundet med et batteri eller andre spændingskilder. Og begge terminaler på et batteri har forskellige spændingsniveauer.

Derfor oprettes et potentiaforskell, og der er en spænding mellem de to terminaler under åbenkredssløjfe-betingelser. 

Åbenkredssløjfe-spænding af en solcelle