Tensione aperta: Cos'è?

Cos'è la Tensione in Circuito Aperto?

Quando si crea una condizione di circuito aperto in qualsiasi dispositivo o circuito, la differenza di potenziale elettrico tra i due terminali è nota come tensione in circuito aperto. Nell'analisi delle reti, la tensione in circuito aperto è anche conosciuta come tensione di Thevenin. La tensione in circuito aperto viene spesso abbreviata in OCV o VOC nelle equazioni matematiche.

In condizioni di circuito aperto, il carico esterno è disconnesso dalla sorgente. Un corrente elettrica non fluirà attraverso il circuito.

Quando un carico è connesso e il circuito è chiuso, la tensione della sorgente è divisa sul carico. Ma quando l'intero carico del dispositivo o del circuito è disconnesso e il circuito è aperto, la tensione in circuito aperto è uguale alla tensione della sorgente (si assume una sorgente ideale).

La tensione in circuito aperto viene utilizzata per menzionare una differenza di potenziale in cellule solari e batterie. Tuttavia, dipenderà da certe condizioni come temperatura, stato di carica, illuminazione, ecc.

Come Trovare la Tensione in Circuito Aperto?

Per trovare la tensione in circuito aperto, dobbiamo calcolare la tensione tra due terminali dal punto in cui il circuito è aperto.

Se l'intero carico è disconnesso, la tensione della sorgente è la stessa della tensione in circuito aperto. L'unica caduta di tensione avviene attraverso la batteria. E sarà molto piccola.

Se parte del carico è disconnesso, la tensione della sorgente è divisa su un altro carico. E se vuoi trovare la tensione in circuito aperto, può essere derivata nello stesso modo della tensione di Thevenin. Vediamo con un esempio.

Nella figura sopra, i resistori A, B, C e il carico sono collegati a una sorgente DC (V). Supponiamo che il carico sia disconnesso dalla sorgente e si crei un circuito aperto tra i terminali P e Q.

Ora, troveremo la tensione tra i terminali P e Q. Pertanto, dobbiamo trovare la corrente che passa attraverso il loop-1 utilizzando la legge di Ohm.

Questa è la corrente che passa attraverso il loop-1. E la stessa corrente fluisce attraverso i resistori A e B.

Il secondo loop è un circuito aperto. Quindi, la corrente che passa attraverso il resistore C è zero. E la caduta di tensione del resistore C è zero. Pertanto, possiamo trascurare il resistore C.

La caduta di tensione attraverso il resistore B è la stessa della tensione disponibile tra i terminali del circuito aperto P e Q. E la caduta di tensione attraverso il resistore B è,

Questa tensione è una tensione in circuito aperto o tensione di Thevenin. 

Prova della Tensione in Circuito Aperto

La tensione in circuito aperto è una differenza di potenziale tra i terminali positivo e negativo. La prova della tensione in circuito aperto viene eseguita su batterie e celle fotovoltaiche per identificare la capacità di potenziale elettrico.

La batteria viene utilizzata per convertire l'energia chimica in energia elettrica. Esistono due tipi di batterie; batteria ricaricabile e batteria primaria.

La prova della tensione in circuito aperto viene applicata a entrambi i tipi di batterie. E i dati di questa prova vengono utilizzati per calcolare lo stato di carica (SOC) per le batterie ricaricabili.

La tensione in circuito aperto standard è derivata dal datasheet del produttore della batteria. La tensione indicata sulla batteria è una tensione in circuito aperto.

La prova della tensione in circuito aperto misura la tensione della batteria quando non è connesso un carico. Quindi, per eseguire la prova della tensione in circuito aperto, rimuovi la batteria se possibile o prendi i terminali per il test.

Ora, imposta un multimetro digitale su tensione DC. E misura la lettura tra i terminali della batteria. Questa tensione è vicina alla tensione standard. Se la tensione misurata è bassa, la batteria è danneggiata.

Per le batterie ricaricabili, questo test viene eseguito per verificare se la batteria è carica o scarica. In questo caso, viene eseguito un test di capacità per controllare la condizione.

Perché la Tensione non è Zero in un Circuito Aperto?

La tensione è definita come una differenza di potenziale tra due terminali. Quindi, due punti non sono connessi tra loro e sono connessi con livelli di tensione diversi. In queste condizioni, a causa della differenza di potenziale, c'è una tensione presente tra i due punti.

Analogamente, in condizioni di circuito aperto, entrambi i terminali sono aperti ma sono connessi con una batteria o altre sorgenti di tensione. E entrambi i terminali della batteria sono a livelli di tensione diversi.

Pertanto, viene creata una differenza di potenziale e c'è una tensione presente tra i due terminali in condizioni di circuito aperto. 

Tensione in Circuito Aperto di una Cellula Fotovoltaica

In una cellula fotovoltaica, la tensione massima è disponibile in condizioni di corrente zero. E questa tensione è nota come tensione in circuito aperto.

Quando i fotoni colpiscono le celle fotovoltaiche, la corrente viene generata a causa della polarizzazione dei giunzioni delle celle. La tensione in circuito aperto è una tensione di polarizzazione diretta su una cellula fotovoltaica.