ولتغیر ولتوایی: چه مفهومی دارد؟

ولتگ باز که چیست؟

وقتی شرایط مدار باز در هر دستگاه یا مدار ایجاد می‌شود، تفاوت پتانسیل الکتریکی بین دو انتهای آن به عنوان ولتیژ مدار باز شناخته می‌شود. در تحلیل شبکه، ولتیژ مدار باز همچنین به عنوان ولتیژ تونن شناخته می‌شود. ولتیژ مدار باز غالباً به صورت OCV یا VOC در معادلات ریاضی خلاصه می‌شود.

در شرایط مدار باز، بار خارجی از منبع جدا می‌شود. جریان الکتریکی از طریق مدار جریان نخواهد یافت.

وقتی بار متصل می‌شود و مدار بسته می‌شود، ولتیژ منبع بین بار تقسیم می‌شود. اما وقتی کل بار دستگاه یا مدار قطع شده و مدار باز می‌شود، ولتیژ مدار باز برابر با ولتیژ منبع (با فرض منبع ایده‌آل) است.

ولتیژ مدار باز برای ذکر تفاوت پتانسیل در سلول‌های خورشیدی و باتری‌ها استفاده می‌شود. با این حال، این مقدار به شرایط خاصی مانند دما، وضعیت شارژ، روشنایی و غیره بستگی دارد.

چگونه می‌توان ولتیژ مدار باز را پیدا کرد؟

برای یافتن ولتیژ مدار باز، باید ولتیژ بین دو انتهایی که مدار از آنجا باز شده است محاسبه کنیم.

اگر کل بار قطع شود، ولتیژ منبع همان ولتیژ مدار باز است. تنها سقوط ولت در داخل باتری اتفاق می‌افتد. و این مقدار بسیار کم است.

اگر بخشی از بار قطع شود، ولتیژ منبع بین بار دیگر تقسیم می‌شود. و اگر می‌خواهید ولتیژ مدار باز را پیدا کنید، می‌توانید آن را به همان روش ولتیژ تونن محاسبه کنید. بیایید با یک مثال بفهمیم.

در شکل بالا، مقاومت‌های A، B، C و بار با یک منبع DC (V) متصل شده‌اند. فرض کنید که بار از منبع جدا شده و مدار باز بین انتهای P و Q ایجاد شده است.

حالا، ما ولتیژ بین انتهای P و Q را پیدا می‌کنیم. بنابراین، باید جریان عبوری از حلقه ۱ را با استفاده از قانون اهم محاسبه کنیم.

این جریان عبوری از حلقه ۱ است. و همان جریان از طریق مقاومت‌های A و B می‌گذرد.

حلقه دوم یک مدار باز است. بنابراین، جریان عبوری از مقاومت C صفر است. و سقوط ولت مقاومت C صفر است. بنابراین، می‌توانیم مقاومت C را نادیده بگیریم.

سقوط ولت در مقاومت B همان ولت موجود بین انتهای باز P و Q است. و سقوط ولت در مقاومت B به صورت زیر است:

این ولت ولتیژ مدار باز یا ولتیژ تونن است. 

آزمون ولتیژ مدار باز

ولتیژ مدار باز تفاوت پتانسیل بین انتهای مثبت و منفی است. آزمون ولتیژ مدار باز بر روی باتری‌ها و سلول‌های خورشیدی انجام می‌شود تا قابلیت الکتریکی آن‌ها مشخص شود.

باتری برای تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی استفاده می‌شود. و دو نوع باتری وجود دارد؛ باتری قابل شارژ و باتری اولیه.

آزمون ولتیژ مدار باز بر روی هر دو نوع باتری انجام می‌شود. و داده‌های این آزمون برای محاسبه وضعیت شارژ (SOC) باتری‌های قابل شارژ استفاده می‌شود.

ولتیژ مدار باز استاندارد از جدول داده‌های سازنده باتری بدست می‌آید. ولتیژ ذکر شده روی باتری ولتیژ مدار باز است.

آزمون ولتیژ مدار باز ولتیژ باتری را وقتی که بار متصل نیست می‌سنجد. بنابراین، برای انجام آزمون ولتیژ مدار باز، باتری را اگر امکان دارد جدا کنید یا انتهای آن را برای تست استفاده کنید.

حالا، یک مولتی‌متر دیجیتال را روی ولت DC تنظیم کنید. و ولت را بین انتهای باتری اندازه‌گیری کنید. این ولت نزدیک به ولت استاندارد است. اگر ولت اندازه‌گیری شده کم باشد، باتری خراب است.

برای باتری‌های قابل شارژ، این آزمون برای بررسی اینکه باتری شارژ شده یا خالی است انجام می‌شود. در این صورت، آزمون ظرفیت برای بررسی وضعیت انجام می‌شود.

چرا ولت در مدار باز صفر نیست؟

ولت به عنوان تفاوت پتانسیل بین دو انتهای تعریف می‌شود. بنابراین، دو نقطه به هم متصل نیستند و هر دو نقطه با سطوح ولت مختلف متصل شده‌اند. در این شرایط، به دلیل تفاوت پتانسیل، ولت بین دو نقطه وجود دارد.

به همین ترتیب، در شرایط مدار باز، هر دو انتهای باز هستند اما با باتری یا منابع ولت دیگر متصل شده‌اند. و هر دو انتهای باتری در سطوح ولت مختلف هستند.

بنابراین، یک تفاوت پتانسیل ایجاد شده و ولت بین دو انتهای در شرایط مدار باز وجود دارد. 

ولتیژ مدار باز یک سلول خورشیدی