Nyitott áramkör feszültség: Miben áll?

Mi a nyitott áramkör feszültsége?

Ha egy eszközben vagy áramkörben létrejön nyitott áramkör állapot, akkor a két végpont közötti elektromos potenciális különbséget nyitott áramkör feszültségnek nevezzük. A hálózatanalízisben a nyitott áramkör feszültséget Thevenin-feszültségnek is szokták nevezni. A nyitott áramkör feszültség gyakran rövidített OCV vagy VOC formában szerepel matematikai egyenletekben.

Nyitott áramkör állapotban a külső terhelést leválasztják a forrásból. Az elektromos áram nem fog áthaladni az áramkörön.

Amikor a terhelés csatlakoztatva van és az áramkör zárva, a forrásfeszültség osztódik a terhelésen. De amikor a teljes terhelést leválasztják, és az áramkör megnyílik, a nyitott áramkör feszültsége megegyezik a forrás feszültségével (feltételezve ideális forrást).

A nyitott áramkör feszültségét használják a napelemelek és akkumulátorok potenciális különbségének jelölésére. Ugyanakkor ez függ bizonyos feltételektől, mint például a hőmérséklet, a töltési állapot, a fénybevilágítás stb.

Hogyan lehet megtalálni a nyitott áramkör feszültségét?

A nyitott áramkör feszültségének megtalálásához számolnunk kell a két végpont közötti feszültséggel, ahol az áramkör megnyílik.

Ha a teljes terhelést leválasztjuk, a forrásfeszültség ugyanaz, mint a nyitott áramkör feszültsége. Csak a batárián belül történik feszültségcsökkenés, ami nagyon kicsi lesz.

Ha részleges terhelést leválasztunk, a forrásfeszültség eloszlódik a másik terhelésen. Ha a nyitott áramkör feszültségét szeretnénk megtalálni, ugyanúgy levezethető, mint a Thevenin-feszültség. Nézzünk egy példát.

A fenti ábrán az A, B, C ellenállások és a terhelés kapcsolódik egy DC forráshoz (V). Tegyük fel, hogy a terhelést leválasztjuk a forrástól, és nyitott áramkört hozunk létre a P és Q végpontok között.

Most megtaláljuk a P és Q végpontok közötti feszültséget. Ezért ki kell számolnunk az 1. hurokban áthaladó áramot a Ohm-törvénnyel.

Ez az 1. hurokban áthaladó áram. Ugyanez az áram halad az A és B ellenállásokon is.

A második hurok nyitott áramkör. Tehát az áram, amely az C ellenálláson áthalad, nulla. Az C ellenálláson bekövetkező feszültségcsökkenés is nulla. Ezért elhanyagolhatjuk az C ellenállást.

Az B ellenálláson bekövetkező feszültségcsökkenés megegyezik a nyitott áramkör P és Q végpontjainak feszültségével. Az B ellenálláson bekövetkező feszültségcsökkenés:

Ez a feszültség a nyitott áramkör feszültsége vagy a Thevenin-feszültség. 

Nyitott áramkör feszültség teszt

A nyitott áramkör feszültsége a pozitív és negatív végpontok közötti potenciális különbség. A nyitott áramkör feszültség tesztet akkumulátorokra és napelemekre végeznek annak érdekében, hogy az elektromos potenciál képességét azonosítsák.

Az akkumulátor a kémiai energiát elektromos energiává alakítja. Két típusú akkumulátor létezik: újratöltődő akkumulátor és egyszeri akkumulátor.

A nyitott áramkör feszültség tesztet mindkét típusú akkumulátorra alkalmazzák. A teszt adatokat használják az újratöltődő akkumulátorok töltési állapotának (SOC) kiszámítására.

A szabványos nyitott áramkör feszültséget a gyártó adatlapján alapul. Az akkumulátoron feliratkozott feszültség a nyitott áramkör feszültsége.

A nyitott áramkör feszültség teszt méri az akkumulátor feszültségét, amikor nincs terhelés csatlakoztatva. A teszt végzéséhez távolítsuk el az akkumulátort, ha lehetséges, vagy vegyük a végpontokat a teszteléshez.

Most állítsuk be egy digitális multimétert DC feszültségre. És méreyük a feszültséget az akkumulátor végpontjai között. Ez a feszültség közel van a szabványos feszültséghez. Ha a mérés alacsony, az akkumulátor sérült.

Az újratöltődő akkumulátorok esetén ezt a tesztet végzik annak ellenőrzésére, hogy az akkumulátor töltött vagy üres. Ebben az esetben kapacitás tesztet végeznek a feltétel ellenőrzésére.

Miért nem nulla a feszültség a nyitott áramkörben?

A feszültséget a két végpont közötti potenciális különbségként definiálják. Tehát, ha két pont nincs összekötve, és mindkét pont különböző feszültségi szintekkel van ellátva, a potenciális különbség miatt feszültség jelenik meg a két pont között.

Ugyanígy, a nyitott áramkör állapotban mindkét végpont nyitott, de az akkumulátorral vagy más feszültségforrással van összekötve. Az akkumulátor mindkét végpontja különböző feszültségi szinteken van.