Voltaje en Circuito Abierto: ¿Qué es?

¿Qué es el voltaje en circuito abierto?

Cuando se crea una condición de circuito abierto en cualquier dispositivo o circuito, la diferencia de potencial eléctrico entre los dos terminales se conoce como el voltaje en circuito abierto. En el análisis de redes, el voltaje en circuito abierto también se conoce como el voltaje de Thevenin. El voltaje en circuito abierto a menudo se abrevia como OCV o VOC en ecuaciones matemáticas.

En condiciones de circuito abierto, la carga externa está desconectada de la fuente. Una corriente eléctrica no fluirá a través del circuito.

Cuando se conecta una carga y se cierra el circuito, el voltaje de la fuente se divide a través de la carga. Pero cuando se desconecta la carga completa del dispositivo o circuito y se abre el circuito, el voltaje en circuito abierto es igual al voltaje de la fuente (asumir fuente ideal).

El voltaje en circuito abierto se utiliza para mencionar una diferencia de potencial en células solares y baterías. Sin embargo, dependerá de ciertas condiciones como temperatura, estado de carga, iluminación, etc.

¿Cómo encontrar el voltaje en circuito abierto?

Para encontrar el voltaje en circuito abierto, necesitamos calcular el voltaje entre dos terminales desde donde se abre el circuito.

Si toda la carga está desconectada, el voltaje de la fuente es el mismo que el voltaje en circuito abierto. La única caída de voltaje ocurre a través de la batería. Y será muy pequeña.

Si se desconecta una carga parcial, el voltaje de la fuente se divide a través de otra carga. Y si quieres encontrar el voltaje en circuito abierto, se puede derivar de la misma manera que el voltaje de Thevenin. Comprendamos con un ejemplo.

En la figura anterior, los resistores A, B, C y la carga están conectados con una fuente DC (V). Supongamos que la carga está desconectada de la fuente y se hace un circuito abierto entre los terminales P y Q.

Ahora, encontraremos el voltaje entre los terminales P y Q. Por lo tanto, tenemos que encontrar la corriente que pasa por el bucle-1 utilizando la ley de Ohm.

Esta es la corriente que pasa por el bucle-1. Y la misma corriente fluirá a través de los resistores A y B.

El segundo bucle es un circuito abierto. Por lo tanto, la corriente que pasa a través del resistor C es cero. Y la caída de voltaje del resistor C es cero. Por lo tanto, podemos ignorar el resistor C.

La caída de voltaje a través del resistor B es la misma que el voltaje disponible entre los terminales de circuito abierto P y Q. Y la caída de voltaje a través del resistor B es,

Este voltaje es un voltaje en circuito abierto o voltaje de Thevenin. 

Prueba de voltaje en circuito abierto

El voltaje en circuito abierto es una diferencia de potencial entre los terminales positivo y negativo. La prueba de voltaje en circuito abierto se realiza en baterías y células solares para identificar la capacidad de potencial eléctrico.

La batería se usa para convertir la energía química en energía eléctrica. Y hay dos tipos de baterías; batería recargable y batería primaria.

La prueba de voltaje en circuito abierto se aplica a ambos tipos de baterías. Y los datos de esta prueba se utilizan para calcular el estado de carga (SOC) para las baterías recargables.

El voltaje en circuito abierto estándar se deriva de la hoja de datos del fabricante de la batería. El voltaje mencionado en la batería es un voltaje en circuito abierto.

La prueba de voltaje en circuito abierto mide el voltaje de la batería cuando no se conecta una carga. Por lo tanto, para realizar la prueba de voltaje en circuito abierto, retire la batería si es posible o tome los terminales para la prueba.

Ahora, configure un multímetro digital en voltaje DC. Y mida la lectura a través de los terminales de la batería. Este voltaje es cercano al voltaje estándar. Si el voltaje medido es bajo, la batería está dañada.

Para las baterías recargables, se realiza esta prueba para verificar si la batería está cargada o descargada. En este caso, se realiza una prueba de capacidad para verificar la condición.

¿Por qué el voltaje no es cero en un circuito abierto?

El voltaje se define como una diferencia de potencial entre dos terminales. Entonces, dos puntos no están conectados entre sí y ambos puntos están conectados con diferentes niveles de voltaje. En esta condición, debido a la diferencia de potencial, el voltaje presente entre dos puntos.

De manera similar, en la condición de circuito abierto, ambos terminales están abiertos pero están conectados con una batería u otras fuentes de voltaje. Y ambos terminales de una batería están a diferentes niveles de voltaje.

Por lo tanto, se crea una diferencia de potencial y un voltaje está presente entre dos terminales en condiciones de circuito abierto. 

Voltaje en circuito abierto de una célula solar

En una célula solar, el voltaje máximo está disponible en condiciones de corriente cero. Y este voltaje se conoce como voltaje en circuito abierto.

Cuando los fotones golpean las células solares, se genera corriente debido al sesgo de las uniones de las células solares. El voltaje en circuito abierto es un voltaje de polarización directa en una célula solar