オープン回路電圧：それは何ですか？

オープン回路電圧とは何か

デバイスや回路にオープン回路状態が作られたとき、2つの端子間の電位差はオープン回路電圧と呼ばれます。ネットワーク分析では、オープン回路電圧はテブナン電圧とも呼ばれます。数学的な式では、オープン回路電圧はしばしばOCVまたはVOCと略されます。

オープン回路条件下では、外部負荷はソースから切断されます。電流は回路を通過しません。

負荷が接続され回路が閉じたとき、ソース電圧は負荷に分割されます。しかし、デバイスや回路の全負荷が切断され回路が開いたとき、オープン回路電圧はソース電圧（理想的なソースを仮定）と同じになります。

オープン回路電圧は太陽電池やバッテリーで電位差を表すために使用されます。ただし、温度、充電状態、照度などの条件によって異なります。

オープン回路電圧の測定方法

オープン回路電圧を測定するには、回路が開かれた2つの端子間の電圧を計算する必要があります。

すべての負荷が切断された場合、ソース電圧はオープン回路電圧と同じです。唯一の電圧降下はバッテリーに生じますが、それは非常に小さいです。

部分的な負荷が切断された場合、ソース電圧は別の負荷に分割されます。そして、オープン回路電圧を見つけるには、テブナン電圧と同じように導出することができます。例を見てみましょう。

上記の図では、A、B、C抵抗と負荷がDCソース（V）に接続されています。ここでは、負荷がソースから切断され、端子PとQ間にオープン回路が作られていると仮定します。

次に、端子PとQ間の電圧を求めます。そのためには、オームの法則を使用してループ1を通る電流を計算する必要があります。

これがループ1を通る電流です。同じ電流が抵抗AとBを流れます。

第2のループはオープン回路です。したがって、抵抗Cを通る電流はゼロであり、抵抗Cの電圧降下もゼロです。したがって、抵抗Cは無視できます。

抵抗Bの電圧降下は、オープン回路端子PとQ間の利用可能な電圧と同じです。そして、抵抗Bの電圧降下は、

この電圧はオープン回路電圧またはテブナン電圧です。

オープン回路電圧試験

オープン回路電圧は、正極と負極間の電位差です。オープン回路電圧試験は、バッテリーや太陽電池の電気的ポテンシャル能力を特定するために行われます。

バッテリーは化学エネルギーを電気エネルギーに変換するために使用されます。そして、充電可能なバッテリーと一次バッテリーの2種類があります。

オープン回路電圧試験は両方のタイプのバッテリーに対して適用されます。そして、この試験のデータは、充電可能なバッテリーの充電状態（SOC）を計算するために使用されます。

標準オープン回路電圧は、バッテリーメーカーのデータシートから導出されます。バッテリーに記載されている電圧はオープン回路電圧です。

オープン回路電圧試験は、負荷が接続されていないときのバッテリーの電圧を測定します。したがって、オープン回路電圧試験を行うには、可能であればバッテリーを取り外すか、端子をテスト用に取り出す必要があります。

次に、デジタルマルチメーターをDC電圧に設定し、バッテリー端子間の読み取りを測定します。この電圧は標準電圧に近いです。測定した電圧が低い場合は、バッテリーは損傷しています。

充電可能なバッテリーの場合、この試験はバッテリーが充電されているか放電されているかを確認するために実施されます。この場合、容量試験が実施され、状態がチェックされます。

なぜオープン回路では電圧がゼロにならないのか

電圧は2つの端子間の電位差として定義されます。したがって、2つの点が互いに接続されておらず、それぞれ異なる電圧レベルに接続されている場合、電位差により2つの点間に電圧が存在します。

同様に、オープン回路条件下では、両端子は開放されていますが、バッテリーや他の電圧源に接続されています。そして、バッテリーの両端子は異なる電圧レベルにあります。

したがって、電位差が生じ、オープン回路条件下でも2つの端子間に電圧が存在します。

太陽電池のオープン回路電圧

太陽電池では、最大電圧は電流がゼロの条件下で得られます。そして、この電圧はオープン回路電圧と呼ばれています。

光子が太陽電池に当たると、太陽電池接合部のバイアスにより電流が生成されます。オープン回路電圧は、太陽電池の順方向バイアス電圧です。