Napięcie otwartego obwodu
Napięcie obwodu otwartego ( angielski napięcia w obwodzie otwartym , w stanie nieobciążonym) w elektrotechnice , że na stykach otwartego źródła napięcia zmierzonego napięcia elektrycznego . Oznacza to, że napięcie w obwodzie otwartym to napięcie po stronie wyjściowej, gdy żaden odbiornik nie jest podłączony. Nie płynie prąd elektryczny , co oznacza, że napięcie nie spada na wewnętrznej rezystancji źródła napięcia.
Napięcie bez obciążenia jest dokładnie takie samo jak napięcie źródła U Q, gdy w źródle napięcia nie ma równoległych ścieżek prądowych, takich jak w generatorze lub ogniwie galwanicznym , które, na przykład, powodują prądy upływowe, które zmniejszają napięcie obciążenia. Jeżeli płynie prąd, którego nie można już dłużej lekceważyć i następuje spadek napięcia na rezystancji wewnętrznej źródła napięcia, na zaciskach ustawiane jest tak zwane napięcie na zaciskach , którego wielkość jest zawsze mniejsza niż napięcie w obwodzie otwartym.
Pomiary
Aby zmierzyć napięcie w obwodzie otwartym, wymagany jest woltomierz, który ma znacznie wyższą rezystancję wewnętrzną niż źródło. Zapewnia to, że obciążenie źródła napięcia przez urządzenie pomiarowe i wynikające z tego odchylenie w sprzężeniu zwrotnym jest pomijalnie małe. Rezystancja wewnętrzna dostępnych w handlu multimetrów cyfrowych mieści się w zakresie kilku megaomów , tak więc warunek ten jest podawany przy wielu źródłach napięcia.
Pomiar na źródłach o dużej rezystancji , na przykład na źródłach wysokiego napięcia, a także na fotodiodach pracujących w trybie generatora przy słabym oświetleniu lub fotokomórkach jest problematyczny . W przypadku wysokiego napięcia The elektrometru , który działa bez prądu, ale jest bardziej wskaźnika , może być używany. Przy niskich napięciach do pomiaru stosuje się wzmacniacz elektrometru lub wzmacniacz przyrządu z tranzystorami polowymi połączeniowymi ; mają one również - oprócz rezystancji izolacji - nieskończenie dużą rezystancję wejściową.
Przykłady
Transformatory i zasilacze
Transformator jest w stanie spoczynku, gdy napięcia przemiennego U 1 nakłada się na pierwotnej stronie i bez obciążenia jest połączony na stronie wtórnej. W tym przypadku w obwodzie pierwotnym płynie prąd, który jest nazywany prądem bez obciążenia . Po drugie , powstaje napięcie indukcyjne U 2 (napięcie w obwodzie otwartym), które można wykryć na zaciskach wtórnych. W przypadku małych transformatorów napięcie bez obciążenia może być dwukrotnie większe od napięcia znamionowego (napięcie wyjściowe przy pobieranym prądzie znamionowym ). Na przykład niestabilizowane zasilacze wtyczkowe emitują znacznie wyższe napięcia niż napięcie znamionowe, gdy obciążenie jest mniejsze niż obciążenie znamionowe.
Z kolei w przypadku zasilaczy stabilizowanych i laboratoryjnych napięcie jałowe nie różni się lub prawie nie różni się od napięcia znamionowego.
Akumulatory i baterie
Do oceny ich stanu naładowania można wykorzystać napięcie jałowe akumulatorów i baterii. Dlatego wiele automatycznych ładowarek lub obwodów ładowania sprawdza napięcie w obwodzie otwartym podczas ładowania, przerywając cyklicznie proces ładowania i mierząc napięcie w obwodzie otwartym. W zależności od wyniku proces ładowania jest kontynuowany lub zakończony. Napięcie bez obciążenia na końcu procesu ładowania jest napięciem końca ładowania .
Linie elektryczne
W przypadku bezpośredniego napięcia, przez długi przewód elektryczny charakteryzuje przewodzącej powłoki na jej materiałem izolacyjnym i odporności powłoki na drutach. Oba razem oznaczają, że napięcie na końcu jest nieco niższe niż napięcie zasilania, nawet gdy nie ma obciążenia. W przypadku napięcia przemiennego, pojemność i indukcyjność linii również stają się skuteczne.
Tłumienie linii wzrasta wraz z częstotliwością. Jeśli długość fali na linii spada o rząd wielkości długości linii wraz ze wzrostem częstotliwości , pojawiają się dalsze efekty, patrz także linia Lechera . Czy linia z. B. długość , napięcie AC na otwartym końcu jest znacznie zwiększone w porównaniu z napięciem zasilania.
literatura
- Ralf Kories, Heinz Schmidt-Walter: Miękka okładka elektrotechniki . 6. edycja. Harri Deutsch, 2004, ISBN 3-8171-1734-5 .