Die Berechnung ohne versteckte Annahmen
Ein einfaches Gleichspannungsquellenmodell behandelt die reale Batterie oder Versorgung als ideale EMK mit einem in Reihe geschalteten Innenwiderstand. Unter Last verursacht der Strom einen inneren Spannungsabfall und Verlustwärme. MAXScanner unterstützt den üblichen Test mit Leerlaufspannung und Laststrom, eine Zwei-Lastpunkt-Methode, die keine separate Leerlaufmessung benötigt, sowie ein Vorwärtsmodell, sobald r bekannt ist.
So verwendest du diesen Rechner
Wählen Sie den Messsatz, der Ihnen tatsächlich vorliegt.
Geben Sie Spannungen und Ströme aus demselben Quellenzustand ein; vermischen Sie keine Messwerte, die bei stark unterschiedlichem Ladezustand, Temperatur oder Ruhezustand aufgenommen wurden.
Prüfen Sie Innenwiderstand, Spannungseinbruch, inneren Wärmeverlust und Wirkungsgrad und vergleichen Sie das Ergebnis, sofern verfügbar, mit dem Prüfverfahren des Geräte- bzw. Zellenherstellers.
Typische Einsatzbereiche
- •Berechnungen bei Batterie-Belastungstests
- •Vergleich des Spannungseinbruchs bei verschiedenen Strömen
- •Lehre von Thevenin-artigen Quellenmodellen
- •Prüfung des inneren I²R-Verlusts im einfachen Gleichstrommodell
Beispiel: 12,8 V Leerlauf, 12,2 V bei 30 A
r = (12,8 − 12,2) / 30 = 0,02 Ω = 20 mΩ. Der innere Verlust bei diesem Prüfstrom beträgt I²r = 18 W.
Was das Ergebnis nicht voraussetzt
- •Der Innenwiderstand einer Batterie ändert sich mit Ladezustand, Temperatur, Alter, Chemie, Frequenz bzw. Testdauer und Messmethode. Ein einzelner Gleichstrom-Lasttest ist eine Schätzung und keine allgemeingültige Zellenspezifikation.
- •Batterietests mit hohen Strömen können gefährlich sein. Verwenden Sie geeignete Geräte, Verkabelung, Absicherung und Herstellerverfahren; dieser Rechner erklärt nicht, wie ein Belastungstest sicher durchgeführt wird.
- •Das Ein-Widerstands-Quellenmodell erfasst keine elektrochemische Dynamik, Polarisation, Erholung oder frequenzabhängige Impedanz.
Häufig gestellte Fragen
Warum sinkt die Lastspannung unter die Leerlaufspannung?+
Im einfachen Quellenmodell verursacht der Laststrom einen inneren Spannungsabfall I×r, daher gilt Vklemme = E − Ir.
Warum werden Milliohm angezeigt?+
Gesunde Batterien und Stromquellen können einen sehr geringen Innenwiderstand besitzen; mΩ ist daher oft leichter abzulesen als eine kleine Dezimalzahl in Ohm.
Kann ich r ohne Leerlaufmessung berechnen?+
Ja. Werden zwei Klemmenspannungen bei zwei unterschiedlichen bekannten Strömen gemessen, ergibt die Steigung ΔV/ΔI im einfachen Modell den Innenwiderstand.
Ist ein niedrigerer Innenwiderstand immer besser?+
Ein kleineres r bedeutet allgemein weniger Spannungseinbruch und inneren I²R-Verlust bei gegebenem Strom. Akzeptable Werte hängen jedoch von Chemie, Baugröße, Zustand, Prüfverfahren und Anwendung ab.
Sinnvolle nächste Schritte
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