Apakah Voltan Litar Terbuka?
Apabila keadaan litar terbuka dicipta pada sebarang peranti atau litar, perbezaan potensial elektrik antara dua terminal dikenali sebagai voltan litar terbuka. Dalam analisis rangkaian, voltan litar terbuka juga dikenali sebagai Voltan Thevenin. Voltan litar terbuka sering dipendekkan kepada OCV atau VOC dalam persamaan matematik.
Dalam keadaan litar terbuka, beban luaran diputuskan dari sumber. Arus elektrik tidak akan mengalir melalui litar.
Apabila beban disambungkan dan litar ditutup, voltan sumber dibahagikan merata di seluruh beban. Tetapi apabila beban penuh peranti atau litar diputuskan dan litar dibuka, voltan litar terbuka adalah sama dengan voltan sumber (andaikan sumber ideal).
Voltan litar terbuka digunakan untuk menyebut perbezaan potensial dalam sel suria dan bateri. Walau bagaimanapun, ia bergantung pada keadaan tertentu seperti suhu, tahap cas, pencahayaan, dll.
Bagaimana Mencari Voltan Litar Terbuka?
Untuk mencari voltan litar terbuka, kita perlu mengira voltan antara dua terminal di mana litar dibuka.
Jika seluruh beban diputuskan, voltan sumber adalah sama dengan voltan litar terbuka. Hanya jatuh voltan yang berlaku di sepanjang bateri. Dan itu akan sangat kecil.
Jika sebahagian beban diputuskan, voltan sumber dibahagikan ke beban lain. Dan jika anda ingin mencari voltan litar terbuka, ia boleh diturunkan sama seperti voltan Thevenin. Mari kita fahami dengan contoh.
Dalam gambar rajah di atas, resistor A, B, C dan beban disambungkan dengan sumber DC (V). Mari kita andaikan, beban diputuskan dari sumber dan membuat litar terbuka antara terminal P dan Q.
Sekarang, kita akan mencari voltan di antara terminal P dan Q. Oleh itu, kita perlu mencari arus yang melalui gelung-1 menggunakan hukum Ohm.
Ini adalah arus yang melalui gelung-1. Dan arus yang sama akan mengalir melalui resistor A dan B.
Gelung kedua adalah litar terbuka. Jadi, arus yang melalui resistor C adalah sifar. Dan jatuh voltan resistor C adalah sifar. Oleh itu, kita boleh abaikan resistor C.
Jatuh voltan di sepanjang resistor B adalah sama dengan voltan yang ada antara terminal litar terbuka P dan Q. Dan jatuh voltan di sepanjang resistor B adalah,
Voltan ini adalah voltan litar terbuka atau voltan Thevenin.
Ujian Voltan Litar Terbuka
Voltan litar terbuka adalah perbezaan potensial antara terminal positif dan negatif. Ujian voltan litar terbuka dijalankan pada bateri dan sel suria untuk mengenal pasti keupayaan potensial elektrik.
Bateri digunakan untuk menukar tenaga kimia menjadi tenaga elektrik. Dan terdapat dua jenis bateri; bateri boleh cas semula dan bateri utama.
Ujian voltan litar terbuka dijalankan pada kedua-dua jenis bateri. Dan data ujian ini digunakan untuk mengira tahap cas (SOC) untuk bateri boleh cas semula.
Voltan litar terbuka standard diperoleh dari lembaran data pengeluar bateri. Voltan yang dinyatakan pada bateri adalah voltan litar terbuka.
Ujian voltan litar terbuka mengukur voltan bateri apabila beban tidak disambungkan. Oleh itu, untuk menjalankan ujian voltan litar terbuka, keluarkan bateri jika mungkin atau ambil terminal untuk ujian.
Sekarang, set multimeter digital pada voltan DC. Dan ukur bacaan di sepanjang terminal bateri. Voltan ini hampir dengan voltan standard. Jika voltan yang diukur rendah, bateri rosak.
Untuk bateri boleh cas semula, ujian ini dijalankan untuk memeriksa bateri dicas atau dilepas. Dalam kes ini, ujian kapasiti dijalankan untuk memeriksa keadaan.
Mengapa Voltan Tidak Sifar pada Litar Terbuka?
Voltan didefinisikan sebagai perbezaan potensial antara dua terminal. Jadi, dua titik tidak disambungkan satu sama lain dan kedua-dua titik disambungkan dengan tahap voltan yang berbeza. Dalam keadaan ini, kerana perbezaan potensial, voltan hadir antara dua titik.
Secara serupa, dalam keadaan litar terbuka, kedua-dua terminal terbuka tetapi disambungkan dengan bateri atau sumber voltan lain. Dan kedua-dua terminal bateri berada pada tahap voltan yang berbeza.
Oleh itu, perbezaan potensial dicipta dan voltan hadir antara dua terminal dalam keadaan litar terbuka.
Voltan Litar Terbuka Sel Suria
Dalam sel suria, voltan maksimum tersedia pada keadaan arus sifar. Dan voltan ini dikenali sebagai voltan litar terbuka.
Apabila foton menjejaki sel suria, arus dihasilkan disebabkan oleh biasan junctura sel suria. Voltan litar terbuka adalah voltan biasan maju pada sel suria.
Persamaan voltan litar terbuka adalah;
I0 = Arus saturasi gelap
IL = Arus yang dihasilkan cahaya
N = Faktor idealti
T = Suhu
k = Pemalar Boltzmann
q = Cas elektronik
Dari persamaan di atas, Voc dan suhu berkadar langsung. Oleh itu, Voc meningkat secara linear mengikut suhu. Tetapi sebenarnya, ini tidak berlaku. Kerana arus saturasi juga meningkat dengan cepat dengan peningkatan suhu. Oleh itu, kesan suhu pada voltan litar terbuka adalah tugas yang rumit. Jika arus saturasi berubah dengan perubahan suhu, voltan litar terbuka menurun dengan suhu.