แรงดันไฟฟ้าในวงจรเปิด: คืออะไร

Electrical4u

ฟิลด์: ไฟฟ้าพื้นฐาน

China

อะไรคือแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด

เมื่อเกิดสภาพวงจรเปิดในอุปกรณ์หรือวงจรใดๆ ความต่างศักยภาพไฟฟ้าระหว่างสองขั้วจะเรียกว่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด ในการวิเคราะห์วงจร แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดยังเรียกว่า แรงดันเทเวนิน แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดมักถูกย่อเป็น OCV หรือ V_OC ในสมการทางคณิตศาสตร์

ในการที่วงจรเปิดภาระภายนอกจะถูกตัดออกจากแหล่งกำเนิด กระแสไฟฟ้าจะไม่ไหลผ่านวงจร

เมื่อมีภาระเชื่อมต่อและวงจรปิด แรงดันจากแหล่งกำเนิดจะถูกแบ่งระหว่างภาระ แต่เมื่อภาระเต็มของอุปกรณ์หรือวงจรถูกตัดออกและวงจรเปิด แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดจะเท่ากับแรงดันจากแหล่งกำเนิด (โดยสมมติว่าแหล่งกำเนิดเป็นแบบอุดมคติ)

แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดใช้เพื่ออ้างถึงความต่างศักยภาพในเซลล์แสงอาทิตย์และแบตเตอรี่ อย่างไรก็ตาม มันจะขึ้นอยู่กับเงื่อนไขบางอย่าง เช่น อุณหภูมิ สถานะการชาร์จ แสงสว่าง ฯลฯ

วิธีการหาแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด?

ในการหาแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด เราต้องคำนวณแรงดันระหว่างสองขั้วที่วงจรเปิด

หากภาระทั้งหมดถูกตัดออก แรงดันจากแหล่งกำเนิดจะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด การลดลงของแรงดันจะเกิดขึ้นที่แบตเตอรี่ และจะน้อยมาก

หากภาระบางส่วนถูกตัดออก แรงดันจากแหล่งกำเนิดจะถูกแบ่งระหว่างภาระอื่น ๆ หากต้องการหาแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด สามารถคำนวณได้เหมือนกับแรงดันเทเวนิน ลองเข้าใจด้วยตัวอย่าง

ในรูปด้านบน ตัวต้านทาน A, B, C และภาระเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดไฟฟ้า DC (V) ให้เราสมมติว่า ภาระถูกตัดออกจากแหล่งกำเนิดและทำให้วงจรเปิดระหว่างขั้ว P และ Q

ตอนนี้เราจะหาแรงดันระหว่างขั้ว P และ Q ดังนั้น เราต้องหากระแสที่ผ่านวงจรลูป-1 โดยใช้ กฎของโอห์ม

$I = \frac{V}{(A+B)}$

นี่คือกระแสที่ผ่านวงจรลูป-1 และกระแสเดียวกันนี้จะไหลผ่านตัวต้านทาน A และ B

$I = I_a = I_b$

วงจรลูปที่สองเป็นวงจรเปิด ดังนั้น กระแสที่ผ่านตัวต้านทาน C จะเป็นศูนย์ และแรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน C ก็เป็นศูนย์ ดังนั้น เราสามารถละเลยตัวต้านทาน C ได้

แรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน B เท่ากับแรงดันที่มีอยู่ระหว่างขั้ววงจรเปิด P และ Q และแรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน B คือ

$V_b= I_b \times B$

แรงดันนี้คือแรงดันวงจรเปิดหรือแรงดันเทเวนิน

การทดสอบแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด

แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดคือความต่างศักยภาพระหว่างขั้วบวกและขั้วลบ การทดสอบแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดจะทำการทดสอบบนแบตเตอรี่และเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อระบุความสามารถทางไฟฟ้า

แบตเตอรี่ใช้สำหรับแปลงพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า และมีสองประเภทของแบตเตอรี่ คือ แบตเตอรี่ชาร์จใหม่ได้และแบตเตอรี่ใช้แล้วทิ้ง

การทดสอบแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดถูกนำไปใช้กับทั้งสองประเภทของแบตเตอรี่ และข้อมูลจากการทดสอบนี้ใช้ในการคำนวณสถานะการชาร์จ (SOC) สำหรับแบตเตอรี่ชาร์จใหม่ได้

แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดมาตรฐานได้มาจากแผ่นข้อมูลของผู้ผลิตแบตเตอรี่ แรงดันที่ระบุบนแบตเตอรี่คือแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด

การทดสอบแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดวัดแรงดันของแบตเตอรี่เมื่อไม่มีภาระเชื่อมต่อ ดังนั้น ในการทดสอบแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด ควรนำแบตเตอรี่ออกหรือใช้ขั้วทดสอบ

ตอนนี้ ตั้ง มัลติมิเตอร์ดิจิตอล ที่แรงดันไฟฟ้า DC และวัดค่าระหว่างขั้วแบตเตอรี่ แรงดันนี้ใกล้เคียงกับแรงดันมาตรฐาน ถ้าแรงดันที่วัดได้น้อย แสดงว่าแบตเตอรี่เสียหาย

สำหรับแบตเตอรี่ชาร์จใหม่ได้ การทดสอบนี้ทำเพื่อตรวจสอบว่าแบตเตอรี่ชาร์จหรือปล่อยประจุ ในกรณีนี้ ทดสอบความจุเพื่อตรวจสอบสภาพ

ทำไมแรงดันไม่เท่ากับศูนย์ในวงจรเปิด?

แรงดันถูกกำหนดว่าเป็นความต่างศักยภาพระหว่างสองขั้ว ดังนั้น สองจุดที่ไม่ได้เชื่อมต่อกันและเชื่อมต่อกับระดับแรงดันที่แตกต่างกัน ในภาวะนี้ เนื่องจากความต่างศักยภาพ แรงดันจะปรากฏระหว่างสองจุด

ในทำนองเดียวกัน ในภาวะวงจรเปิด ทั้งสองขั้วเปิด แต่เชื่อมต่อกับแบตเตอรี่หรือแหล่งกำเนิดแรงดันอื่น ๆ และทั้งสองขั้วของแบตเตอรี่อยู่ที่ระดับแรงดันที่แตกต่างกัน

ดังนั้น ความต่างศักยภาพถูกสร้างขึ้นและแรงดันจะปรากฏระหว่างสองขั้วในภาวะวงจรเปิด

แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของเซลล์แสงอาทิตย์

ในเซลล์แสงอาทิตย์ แรงดันสูงสุดมีอยู่ในภาวะที่ไม่มีกระแส แรงดันนี้เรียกว่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด

เมื่อโฟตอนกระทบเซลล์แสงอาทิตย์ กระแสจะถูกสร้างขึ้นเนื่องจากความลำเอียงของจุดต่อในเซลล์แสงอาทิตย์ แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดคือแรงดันที่ทำให้เกิดความลำเอียงในเซลล์แสงอาทิตย์

สมการของแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดคือ