Open Circuit Voltage: Wat is het?

Wat is Open Circuit Spanning?

Wanneer er een open circuit-conditie wordt gecreëerd in een apparaat of schakeling, dan wordt het verschil in elektrisch potentiaal tussen de twee aansluitingen bekend als de open circuit spanning. In netwerkanalyse wordt de open circuit spanning ook wel de Thevenin Spanning genoemd. De open circuit spanning wordt vaak afgekort tot OCV of VOC in wiskundige vergelijkingen.

Bij open circuit-omstandigheden is de externe belasting losgekoppeld van de bron. Een elektrische stroom zal niet door de schakeling stromen.

Wanneer een belasting wordt aangesloten en de schakeling gesloten is, wordt de bronspanning verdeeld over de belasting. Maar wanneer de volledige belasting van het apparaat of de schakeling wordt losgekoppeld en de schakeling geopend, is de open circuit spanning gelijk aan de bronspanning (veronderstel ideale bron).

De open circuit spanning wordt gebruikt om een potentiaalverschil in zonnecellen en accus te vermelden. Het hangt echter af van bepaalde omstandigheden zoals temperatuur, ladingstoestand, verlichting, enz.

Hoe vind je de Open Circuit Spanning?

Om de open circuit spanning te vinden, moeten we de spanning berekenen tussen twee aansluitingen waar de schakeling wordt geopend.

Als de volledige belasting wordt losgekoppeld, is de bronspanning hetzelfde als de open circuit spanning. De enige spanningdaling vindt plaats over de accu. En dat zal zeer klein zijn.

Als een deel van de belasting wordt losgekoppeld, wordt de bronspanning verdeeld over een andere belasting. En als je de open circuit spanning wilt vinden, kan deze op dezelfde manier worden afgeleid als de Thevenin spanning. Laten we dit begrijpen met een voorbeeld.

In de bovenstaande figuur zijn de A, B, C weerstanden en de belasting verbonden met een DC-bron (V). Laten we aannemen dat de belasting van de bron wordt losgekoppeld en een open circuit maakt tussen de aansluitingen P en Q.

Nu zullen we de spanning over de aansluitingen P en Q vinden. Dus moeten we de stroom die door lus-1 loopt, berekenen met behulp van Ohm's wet.

Dit is de stroom die door lus-1 loopt. En dezelfde stroom zal door weerstanden A en B stromen.

De tweede lus is een open circuit. Dus de stroom die door weerstand C loopt, is nul. En de spanningdaling over weerstand C is nul. Daarom kunnen we weerstand C negeren.

De spanningdaling over weerstand B is hetzelfde als de spanning beschikbaar tussen de open circuit aansluitingen P en Q. En de spanningdaling over weerstand B is,

Deze spanning is de open circuit spanning of Thevenin spanning. 

Open Circuit Spanning Test

Open circuit spanning is het potentiaalverschil tussen positieve en negatieve aansluitingen. De open circuit spanning test wordt uitgevoerd op accu's en zonnecellen om het elektrische potentieel te identificeren.

Accu's worden gebruikt om chemische energie om te zetten in elektrische energie. Er zijn twee soorten accu's; herlaadbare accu's en primaire accu's.

De open circuit spanning test wordt toegepast op beide soorten accu's. En de gegevens van deze test worden gebruikt om de laadtoestand (SOC) voor herlaadbare accu's te berekenen.

Standaard open circuit spanning wordt afgeleid uit de datasheet van de accufabrikant. De spanning die op de accu staat, is de open circuit spanning.

De open circuit spanning test meet de spanning van de accu wanneer er geen belasting is aangesloten. Dus om de open circuit spanning test uit te voeren, verwijder de accu indien mogelijk of neem de aansluitingen voor de test.

Zet nu een digitale multimeter op DC-spanning. En meet de spanning over de accuaansluitingen. Deze spanning is dicht bij de standaardspanning. Als de gemeten spanning laag is, is de accu beschadigd.

Voor herlaadbare accu's wordt deze test uitgevoerd om te controleren of de accu opgeladen of ontladen is. In dit geval wordt een capaciteitstest uitgevoerd om de toestand te controleren.

Waarom is de Spanning niet Nul bij een Open Circuit?

Spanning is gedefinieerd als het potentiaalverschil tussen twee aansluitingen. Dus, als twee punten niet met elkaar verbonden zijn en elk punt verbonden is met verschillende spanningniveaus, dan is er een spanning aanwezig tussen de twee punten door het potentiaalverschil.

Op dezelfde manier, bij een open circuit-omstandigheid, zijn beide aansluitingen open, maar zijn ze verbonden met een accu of andere spanningsbron. En beide aansluitingen van een accu hebben verschillende spanningniveaus.

Daarom ontstaat er een potentiaalverschil en is er een spanning aanwezig tussen de twee aansluitingen bij open circuit-omstandigheden. 

Open Circuit Spanning van een Zonnecel

In een zonnecel is de maximale spanning beschikbaar bij nul stroomconditie. En deze spanning wordt de open circuit spanning genoemd.

Wanneer fotonen de zonnecellen raken, wordt stroom gegenereerd door de bias van de zonnecelverbindingen. De open circuit spanning is de voorwaartse bias spanning op een zonnecel.