Otvoreni strujni napon: Što je to?

Što je napona otvorene struje?

Kada se u bilo kojem uređaju ili krugu stvori otvorena struja, razlika električnog potencijala između dvaju terminala naziva se napon otvorene struje. U analizi mreža, napon otvorene struje također se naziva Theveninovim naponom. Napon otvorene struje često se skraćuje na OCV ili VOC u matematičkim jednadžbama.

U uvjetima otvorene struje, vanjski opterećenje je odspojeno od izvora. Električna struja neće protjecati kroz krug.

Kada je opterećenje spojeno i krug zatvoren, napon izvora dijeli se na opterećenju. Ali kada je puno opterećenja odspojeno i krug otvoren, napon otvorene struje jednak je naponu izvora (pretpostavljamo idealni izvor).

Napon otvorene struje koristi se za označavanje razlike potencijala u sunčanim celijama i baterijama. Međutim, to će ovisiti o određenim uvjetima poput temperature, stanja nabijanja, osvjetljenja itd.

Kako pronaći napon otvorene struje?

Da bismo pronašli napon otvorene struje, moramo izračunati napon između dva terminala gdje je krug otvoren.

Ako je cijelo opterećenje odspojeno, napon izvora isti je kao napon otvorene struje. Jedini pad napona događa se na bateriji. I to će biti vrlo mali.

Ako je djelomično opterećenje odspojeno, napon izvora dijeli se na drugo opterećenje. A ako želite pronaći napon otvorene struje, može se izvesti na isti način kao Theveninov napon. Shvatimo to s primjerom.

Na gornjoj slici, otpornici A, B, C i opterećenje su spojeni s DC izvorom (V). Pretpostavimo da je opterećenje odspojeno od izvora i stvorena je otvorena struja između terminala P i Q.

Sada ćemo pronaći napon između terminala P i Q. Stoga moramo pronaći struju koja prolazi kroz petlju-1 koristeći Ohmov zakon.

To je struja koja prolazi kroz petlju-1. I ta ista struja će protjecati kroz otpornike A i B.

Druga petlja je otvorena struja. Stoga struja koja prolazi kroz otpornik C je nula. I pad napona otpornika C je nula. Stoga možemo zanemariti otpornik C.

Pad napona na otporniku B jednak je napolu dostupnom između otvorenih terminala P i Q. Pad napona na otporniku B je,

Ovaj napon je napon otvorene struje ili Theveninov napon. 

Test napona otvorene struje

Napon otvorene struje je razlika potencijala između pozitivnog i negativnog terminala. Test napona otvorene struje obavlja se na baterijama i sunčanim celijama kako bi se identificirala električna potencijalna sposobnost.

Baterija se koristi za pretvaranje kemijske energije u električnu energiju. Postoje dvije vrste baterija; ponovo nabijivačka baterija i primarna baterija.

Test napona otvorene struje primjenjuje se na obje vrste baterija. I podaci ovog testa koriste se za izračun stanja nabijanja (SOC) za ponovo nabijivačke baterije.

Standardni napon otvorene struje izveden je iz datasheeta proizvođača baterija. Napon naveden na bateriji je napon otvorene struje.

Test napona otvorene struje mjeri napon baterije kada nije spojeno opterećenje. Stoga, za izvođenje testa napona otvorene struje, maknite bateriju ako je moguće ili uzmite terminali za testiranje.

Sada postavite digitalni multimetar na DC napon. I mjerite čitanje između terminala baterije. Taj napon je blizu standardnog napona. Ako je mjereni napon nizak, baterija je oštećena.

Za ponovo nabijivačke baterije, ovaj test obavlja se kako bi se provjerilo da li je baterija nabijena ili ispraznjena. U tom slučaju, obavlja se test kapaciteta kako bi se provjerilo stanje.

Zašto napon nije nula na otvorenoj strujnoj petlji?

Napon se definira kao razlika potencijala između dva terminala. Dakle, dvije točke nisu povezane međusobno, a svaka je povezana s različitim nivoom napona. U takvim uvjetima, zbog razlike potencijala, napon je prisutan između dvije točke.

Slično, u uvjetima otvorene struje, oba terminala su otvorena, ali su povezana s baterijom ili drugim izvorom napona. Obje su točke baterije na različitim nivoima napona.

Stoga se stvara razlika potencijala i napon je prisutan između dva terminala u uvjetima otvorene struje. 

Napon otvorene struje sunčane celije

U sunčanoj celiji, maksimalni napon dostupan je u uvjetima nule struje. I taj napon poznat je kao napon otvorene struje.

Kada fotoni udare u sunčane celije, generira se