Tensão em Circuito Aberto: O que é?

O que é Tensão em Circuito Aberto?

Quando uma condição de circuito aberto é criada em qualquer dispositivo ou circuito, a diferença de potencial elétrico entre os dois terminais é conhecida como tensão em circuito aberto. Na análise de redes, a tensão em circuito aberto também é conhecida como Tensão de Thevenin. A tensão em circuito aberto é frequentemente abreviada para OCV ou VOC nas equações matemáticas.

Em condições de circuito aberto, a carga externa está desconectada da fonte. Um corrente elétrica não fluirá através do circuito.

Quando uma carga é conectada e o circuito é fechado, a tensão da fonte é dividida através da carga. Mas quando a carga total do dispositivo ou circuito está desconectada e o circuito é aberto, a tensão em circuito aberto é igual à tensão da fonte (assumindo uma fonte ideal).

A tensão em circuito aberto é usada para mencionar uma diferença de potencial em células solares e baterias. No entanto, isso dependerá de certas condições, como temperatura, estado de carga, iluminação, etc.

Como Encontrar a Tensão em Circuito Aberto?

Para encontrar a tensão em circuito aberto, precisamos calcular a tensão entre dois terminais onde o circuito é aberto.

Se toda a carga for desconectada, a tensão da fonte é a mesma que a tensão em circuito aberto. A única queda de tensão ocorre na bateria. E essa será muito pequena.

Se parte da carga for desconectada, a tensão da fonte é dividida por outra carga. E se você quiser encontrar a tensão em circuito aberto, pode ser derivada da mesma forma que a tensão de Thevenin. Vamos entender com um exemplo.

Na figura acima, os resistores A, B, C e a carga estão conectados a uma fonte DC (V). Suponhamos que a carga esteja desconectada da fonte e crie um circuito aberto entre os terminais P e Q.

Agora, vamos encontrar a tensão entre os terminais P e Q. Portanto, temos que encontrar a corrente passando pelo loop-1 usando a lei de Ohm.

Esta é a corrente passando pelo loop-1. E a mesma corrente fluirá pelos resistores A e B.

O segundo loop é um circuito aberto. Portanto, a corrente passando pelo resistor C é zero. E a queda de tensão do resistor C é zero. Portanto, podemos ignorar o resistor C.

A queda de tensão no resistor B é a mesma que a tensão disponível entre os terminais do circuito aberto P e Q. E a queda de tensão no resistor B é,

Esta tensão é a tensão em circuito aberto ou tensão de Thevenin. 

Teste de Tensão em Circuito Aberto

A tensão em circuito aberto é uma diferença de potencial entre os terminais positivo e negativo. O teste de tensão em circuito aberto é realizado em baterias e células solares para identificar a capacidade de potencial elétrico.

A bateria é usada para converter energia química em energia elétrica. E existem dois tipos de baterias: bateria recarregável e bateria primária.

O teste de tensão em circuito aberto é aplicado a ambos os tipos de baterias. E os dados deste teste são usados para calcular o estado de carga (SOC) para baterias recarregáveis.

A tensão em circuito aberto padrão é derivada da ficha técnica do fabricante da bateria. A tensão mencionada na bateria é a tensão em circuito aberto.

O teste de tensão em circuito aberto mede a tensão da bateria quando uma carga não está conectada. Portanto, para realizar o teste de tensão em circuito aberto, remova a bateria, se possível, ou use os terminais para testar.

Agora, configure um multímetro digital em tensão DC. E meça a leitura nos terminais da bateria. Esta tensão está próxima da tensão padrão. Se a tensão medida for baixa, a bateria está danificada.

Para baterias recarregáveis, este teste é realizado para verificar se a bateria está carregada ou descarregada. Neste caso, é realizado um teste de capacidade para verificar a condição.

Por que a Tensão Não é Zero em um Circuito Aberto?

A tensão é definida como uma diferença de potencial entre dois terminais. Portanto, dois pontos não estão conectados entre si e ambos os pontos estão conectados a diferentes níveis de tensão. Nesta condição, devido à diferença de potencial, a tensão está presente entre os dois pontos.

Da mesma forma, em condições de circuito aberto, ambos os terminais estão abertos, mas estão conectados a uma bateria ou outras fontes de tensão. E ambos os terminais de uma bateria estão em diferentes níveis de tensão.

Portanto, uma diferença de potencial é criada e uma tensão está presente entre dois terminais em condições de circuito aberto. 

Tensão em Circuito Aberto de uma Célula Solar

Em uma célula solar, a tensão máxima está disponível em condições de corrente zero. E esta tensão é conhecida como tensão em circuito aberto.

Quando fótons atingem as células solares, a corrente é gerada devido ao viés das junções das células solares. A tensão em circuito aberto é uma tensão de polarização direta em uma célula solar.