Physik 8 · Elektrizitätslehre

Innenwiderstand einer Batterie

Diese Seite geht über den Unterrichtsstoff hinaus. Schließt man eine Batterie an, sinkt die Spannung an ihren Klemmen. Die Batterie verhält sich so, als läge in ihrem Inneren ein Widerstand R_i in Reihe mit einer festen Spannung U₀. Je größer der Strom, desto mehr Spannung fällt innen ab, und es bleibt die Klemmenspannung U_K = U₀ − R_i · I.

So gehst du vor

1Wähle eine Batterie. Öffne den Schalter und lies die Leerlaufspannung ab.
2Schließe den Schalter und wähle einen Lastwiderstand R_a.
3Tippe „Messwerte in die Tabelle“. Wiederhole das für mindestens sechs Lastwiderstände, besonders auch kleine.
4Bestimme U₀ und R_i aus dem Diagramm. Erst dann „Ausgleichsgerade und Auswertung zeigen“.

Klemmenspannung

4,091 V

Stromstärke

0,409 A

Batterie

Lastwiderstand R_a

10 Ω

Der Strommesser hat praktisch keinen Widerstand, der Spannungsmesser einen sehr großen. Die Anzeige streut etwas, wie bei einem echten Gerät.

Klemmenspannung U_K über der Stromstärke I

Die Messpunkte liegen auf einer fallenden Geraden. Wo schneidet sie die senkrechte Achse? Wie groß ist ihre Steigung?

Nr.	I in A	U_K in V

Aufträge

Wähle die neue Flachbatterie mit R_a = 3,3 Ω. Wie groß ist die Klemmenspannung? Wie viel Spannung „fehlt“? Wo bleibt sie?
Vergleiche die neue und die alte Flachbatterie. Woran erkennt man eine verbrauchte Batterie, wenn man nur die Leerlaufspannung misst?
Bestimme U₀ und R_i des Akkus aus dem Diagramm. Wie groß wäre sein Kurzschlussstrom? Warum ist das gefährlich?
Warum wird das Licht im Auto kurz dunkler, wenn man den Anlasser betätigt? Der Anlasser zieht einen sehr großen Strom.
Bestimme U₀ und R_i von Batterie X. Die Steigung hat die Einheit VA, also Ω. Löse erst danach auf.

Theorie: Kapitel „Zusatz: Reale Spannungsquellen“.