Co to jest napięcie otwartego obwodu?
Gdy w dowolnym urządzeniu lub obwodzie powstaje stan otwartego obwodu, różnica potencjałów elektrycznych między dwoma zaciskami nazywana jest napięciem otwartego obwodu. W analizie sieci napięcie otwartego obwodu znane jest również jako napięcie Thevenina. Napięcie otwartego obwodu często skracane jest do OCV lub VOC w równaniach matematycznych.
W warunkach otwartego obwodu obciążenie zewnętrzne jest odłączone od źródła. Prąd elektryczny nie będzie przepływał przez obwód.
Gdy obciążenie jest podłączone i obwód jest zamknięty, napięcie źródłowe jest rozdzielone na obciążenie. Ale gdy pełne obciążenie urządzenia lub obwodu jest odłączone i obwód jest otwarty, napięcie otwartego obwodu jest równe napięciu źródłowemu (przy założeniu idealnego źródła).
Napięcie otwartego obwodu służy do określenia różnicy potencjałów w komórkach słonecznych i bateriach. Jednak zależy ono od pewnych warunków, takich jak temperatura, stan naładowania, oświetlenie itp.
Jak znaleźć napięcie otwartego obwodu?
Aby znaleźć napięcie otwartego obwodu, musimy obliczyć napięcie między dwoma zaciskami, od których obwód jest otwarty.
Jeśli całe obciążenie jest odłączone, napięcie źródłowe jest takie samo jak napięcie otwartego obwodu. Jedyne spadki napięcia występują na baterii. I będą one bardzo małe.
Jeśli częściowe obciążenie jest odłączone, napięcie źródłowe jest rozdzielone na inne obciążenie. A jeśli chcesz znaleźć napięcie otwartego obwodu, może być ono wyznaczone tak jak napięcie Thevenina. Rozważmy przykład.
Na powyższym rysunku rezystory A, B, C rezystory i obciążenie są połączone z źródłem DC (V). Załóżmy, że obciążenie jest odłączone od źródła i tworzy otwarty obwód między zaciskami P i Q.
Teraz znajdziemy napięcie między zaciskami P i Q. Dlatego musimy znaleźć prąd przepływający przez pętlę-1 za pomocą prawa Ohma.
To jest prąd przepływający przez pętlę-1. Ten sam prąd będzie przepływał przez rezystory A i B.
Druga pętla jest otwartym obwodem. Dlatego prąd przepływający przez rezystor C wynosi zero. I spadek napięcia na rezystorze C wynosi zero. Dlatego możemy zignorować rezystor C.
Spadek napięcia na rezystorze B jest taki sam jak napięcie dostępne między otwartymi zaciskami P i Q. A spadek napięcia na rezystorze B wynosi,
To napięcie to jest napięciem otwartego obwodu lub napięciem Thevenina.
Test napięcia otwartego obwodu
Napięcie otwartego obwodu to różnica potencjałów między dodatnim a ujemnym zaciskiem. Test napięcia otwartego obwodu wykonuje się na bateriach i komórkach słonecznych, aby określić ich zdolność elektryczną.
Bateria służy do konwersji energii chemicznej na energię elektryczną. Istnieją dwa rodzaje baterii: baterie ładowalne i baterie pierwotne.
Test napięcia otwartego obwodu stosowany jest do obu rodzajów baterii. Dane z tego testu używane są do obliczenia stanu naładowania (SOC) dla baterii ładowalnych.
Standardowe napięcie otwartego obwodu pochodzi z arkusza danych producenta baterii. Napięcie wymienione na baterii to napięcie otwartego obwodu.
Test napięcia otwartego obwodu mierzy napięcie baterii, gdy obciążenie nie jest podłączone. Dlatego, aby przeprowadzić test napięcia otwartego obwodu, należy usunąć baterię, jeśli to możliwe, lub przygotować zaciski do testu.
Teraz ustaw cyfrowy multimetr na napięcie DC. I zmierz wartość naprzeciwko zacisków baterii. To napięcie jest bliskie standardowemu napięciu. Jeśli zmierzona wartość jest niska, bateria jest uszkodzona.
Dla baterii ładowalnych ten test wykonuje się, aby sprawdzić, czy bateria jest naładowana lub rozładowana. W tym przypadku wykonuje się test pojemności, aby sprawdzić jej stan.
Dlaczego napięcie nie wynosi zero w otwartym obwodzie?
Napięcie definiuje się jako różnica potencjałów między dwoma zaciskami. Dwa punkty nie są ze sobą połączone, a każdy z nich jest podłączony do różnych poziomów napięcia. W tej sytuacji, ze względu na różnicę potencjałów, napięcie występuje między dwoma punktami.
Podobnie, w warunkach otwartego obwodu, oba zaciski są otwarte, ale są podłączone do baterii lub innego źródła napięcia. Oba zaciski baterii są na różnych poziomach napięcia.
Dlatego powstaje różnica potencjałów, a napięcie występuje między dwoma zaciskami w warunkach otwartego obwodu.
Napięcie otwartego obwodu komórki słonecznej
W komórce słonecznej maksymalne napięcie jest dostępne w warunkach zerowego prądu. To napięcie nazywane jest napięciem otwartego obwodu.
Gdy fotony uderzają w komórki słoneczne, generowany jest prąd z powodu przesunięcia bariery jonowej komórek słonecznych. Napięcie otwartego obwodu to napięcie przód-baza na komórce słonecznej.
Równanie napięcia otwartego obwodu to: