Open circuit en kortsluiting zijn twee speciale termen die tegengestelde uitersten van de weerstandsnummerlijn vertegenwoordigen.

We kunnen naar een circuit kijken door naar elk paar blootgestelde terminals te kijken:

In de context van elke twee terminals van een circuit:

kortsluiting houdt in dat de twee aansluitingen extern verbonden zijn met weerstand R=0, hetzelfde als een ideale draad. Dit betekent dat er nul spanningsverschil is voor elke stroomwaarde. (Merk op dat echte draden niet-nul weerstand hebben!)

een open circuit houdt in dat de twee aansluitpunten extern worden losgekoppeld, wat gelijk is aan een weerstand R=∞. Dit betekent dat nulstroom tussen de twee aansluitingen kan stromen, ongeacht het spanningsverschil. (Merk op dat zeer hoge spanningen kunnen leiden tot bogen van de huidige te stromen, zelfs over grote lucht of vacuüm gaten!)

het concept van het kijken naar twee terminals van een circuit en het kijken naar het gedrag bij deze twee uitersten is een krachtig concept.

in theorie en praktijk heeft het woord “extern” geen specifieke betekenis. Het is een willekeurige grens om het “oorspronkelijke” gedrag van een circuit te scheiden van het nieuwe gedrag wanneer we bepaalde wijzigingen aanbrengen op een paar knooppunten. Deze kunstmatige grens beschouwt de rest van het circuit, de interne delen van de zwarte doos, als ongewijzigd. Door die veronderstelling te maken, kunnen we slechts één kleine verandering buiten de zwarte doos maken en het effect ervan op de zwarte doos zien.

gebruik bij praktische metingen

een ideale voltmeter is een open circuit. Een open circuit is een limiterende benadering voor een echte voltmeter, die een grote (maar niet oneindige) weerstand zal hebben.

een ideale ampèremeter is kortsluiting. Een kortsluiting is een limiterende benadering voor een echte ampèremeter, die een kleine (maar geen nul) weerstand zal hebben.

zie de sectie Multimeters & metingen voor meer informatie.

gebruik in theoretische analyse

net zoals een voltmeter en een ampèremeter meten door twee sondes aan een circuit te verbinden, wordt theoretische analyse vaak uitgevoerd door slechts twee knooppunten van een circuit te bekijken.

Open en kortsluiting bieden twee nuttige punten op de V-I-curve.

In het bijzonder:

• De spanning in open circuit is het spanningsverschil dat wordt gemeten tussen twee aansluitingen wanneer geen stroom wordt opgenomen of gevoed.
• de kortsluitstroom is de stroom die stroomt wanneer de aansluitingen gedwongen worden om een spanningsverschil van nul te hebben.

we gebruiken deze twee waarden in de VENIN Equivalent en Norton Equivalent Circuits.

gebruik in robuust ontwerp

in praktisch ontwerp willen we dat de circuits die we bouwen overleven zowel de normale omstandigheden waarvoor ze zijn ontworpen, als een aantal ongewone omstandigheden die af en toe gebeuren, maar niet permanente schade mogen veroorzaken.

Open circuits gebeuren zelfs wanneer ongewenst. Bijvoorbeeld, wanneer iets wordt losgekoppeld of losgekoppeld, hebben we een open circuit voorwaarde.

kortsluiting gebeurt ook wanneer ongewenst. Bijvoorbeeld, als een connector kortsluit over twee terminals terwijl het wordt ingebracht, of een klein metaalscheren op de verkeerde plaats belandt, hebben we een kortsluiting.

waar mogelijk moeten we ervoor zorgen dat open en kortsluitingen op verschillende plaatsen in het circuit kunnen plaatsvinden, vooral bij blootgestelde in-en uitgangen. We moeten zo ontwerpen dat eventuele storingen tijdelijk en/of herstelbaar zijn, zoals bij een stroomonderbreker.

gebruik bij de fabricage

opzettelijke r=0 Ω weerstanden (kortsluiting) worden soms aan een printplaat toegevoegd omdat de ontwerper de flexibiliteit wil om de waarde te wijzigen zonder de printplaat later opnieuw te hoeven ontwerpen als hij in de toekomst een niet-nulreeksweerstand (of een andere seriecomponent) wil toevoegen.

ook opzettelijke jumper pads (open circuit) worden soms toegevoegd omdat de ontwerper de flexibiliteit wil om later een sectie aan te sluiten, misschien om een parallelle weerstand toe te voegen.

beide kunnen flexibele veranderingen mogelijk maken en tegelijkertijd dezelfde overheadkosten voor de productie delen. Dit houdt de eenheidskosten laag en vermijdt dure herontwerptijd.

What ‘ S Next

in de volgende sectie, the Venin Equivalent en Norton Equivalent Circuits, zullen we zien hoe het twee-terminal concept kan worden toegepast op het maken van een vereenvoudigde benadering van wat er in de “black box circuit” hierboven gelabeld.