Innenwiderstandsrechner

Jede reale Batterie, jedes Netzteil, jeder Generator und jede elektrische Quelle verhält sich so, als läge ein kleiner Widerstand in Reihe zur idealen Spannungsquelle. Dieser Innenwiderstand ist normalerweise kein separates Bauteil. Er fasst die Wirkungen von Elektrodenmaterialien, Elektrolytleitfähigkeit, Kontakten, Wicklungen, Halbleiterpfaden und weiteren Verlusten im Inneren zusammen. Ohne Stromfluss zeigt ein Voltmeter die Leerlaufspannung. Zieht eine Last Strom, fällt intern ein Teil der Spannung ab, sodass die Klemmenspannung beziehungsweise Lastspannung sinkt. Dieser Rechner verwendet ein einfaches Thévenin-Quellenmodell. Ein bekannter Lastwiderstand wird angeschlossen und die Spannung über ihm gemessen. Der Laststrom entspricht der Lastspannung geteilt durch den Lastwiderstand. Der Innenwiderstand ergibt sich aus dem inneren Spannungsabfall geteilt durch diesen Strom. Zusammengefasst: Innenwiderstand = Lastwiderstand multipliziert mit (Leerlaufspannung geteilt durch Lastspannung minus eins). Das Modell gibt außerdem Laststrom und beobachteten Spannungsabfall aus, damit sich die Messungen prüfen lassen. Der Innenwiderstand ist ein wichtiger Zustandsindikator. Eine frische Batterie hat gewöhnlich einen niedrigeren Innenwiderstand als eine gealterte, entladene, kalte oder beschädigte Batterie gleicher Chemie. Steigt der Widerstand, bricht die Klemmenspannung unter Last stärker ein, die Wärmeentwicklung nimmt zu und die Quelle kann weniger hohe Ströme liefern. Starterbatterien, Modellbau-Akkupacks, unterbrechungsfreie Stromversorgungen und Laborzellen werden häufig durch wiederholte kontrollierte Lasttests unter gleichen Bedingungen verglichen. Für aussagekräftige Ergebnisse messen Sie beide Spannungen mit demselben kalibrierten Messgerät und lesen die Lastspannung zügig ab, um Erwärmung oder Ladezustandsänderungen zu begrenzen. Wählen Sie einen Widerstand mit ausreichender Nennleistung: Seine Verlustleistung entspricht dem Quadrat der Lastspannung geteilt durch den Widerstand. Das einfache Modell setzt voraus, dass die Quelle während des Tests stabil und annähernd linear ist. Elektrochemische Batterien können dynamisches Verhalten zeigen; deshalb beeinflussen Impulsdauer, Temperatur, Ladezustand und jüngste Nutzung den scheinbaren Widerstand. Schließen Sie eine Batterie niemals kurz, um den Widerstand abzuschätzen. Ein Kurzschluss kann zerstörerische Ströme, Verbrennungen, Feuer, Gasaustritt oder Explosionen verursachen. Verwenden Sie eine geeignete bekannte Last und abgesicherte Messleitungen und beachten Sie die Herstellergrenzen. Dieser Rechner unterstützt technische Schätzungen und Vergleiche. Sicherheitskritische Batteriequalifizierungen müssen jedoch nach der einschlägigen Prüfnorm und mit passend bemessenen Geräten erfolgen.