Batteri

For at kunne beregne og arbejde korrekt med batterier er det vigtigt at kende deres opbygning og egenskaber.

Et batteri kan i et elektrisk kredsløb ses som:

• En ideel spændingskilde
• En indre modstand (Ri)

Når der tilsluttes en belastning, vil den indre modstand medføre et spændingsfald. Det betyder, at den spænding, man måler på batteriets klemmer, ikke er den samme som batteriets tomgangsspænding.

Spændinger i et batteri

• Tomgangsspænding (E)

Spændingen over batteriet, når det er ubelastet (der trækkes ikke strøm). Kaldes også for den elektromotoriske kraft (EMK).



• Klemmespænding (Uₖ)

Spændingen, som kan måles direkte på batteriets poler/klemmer, når kredsløbet er lukket, og der trækkes en strøm.

Jo større strøm der trækkes fra batteriet, desto større bliver spændingsfaldet over den indre modstand ifølge Ohms lov

Betegnelser og symboler

Grundlæggende formler

Strøm i kredsløbet:

\[ I = \frac{E}{R_y + R_i} \]

Spændingsfald over den indre modstand:

\[ U_i = I \times R_i \]

Spændingsfald over den ydre modstand (belastningen):

\[ U_y = I \times R_y \]

Klemmespænding:

\[ U_k = E - U_i \]

\[ U_k = I \times R_y \]

Regneeksempel

For at gøre teorien lettere at forstå, tager vi et eksempel med et typisk batteri, der tilsluttes en pære (ydre modstand).

Givne værdier:

• Tomgangsspænding (\(E\)): \(12\text{ V}\)


• Indre modstand (\(R_i\)): \(0{,}5\ \Omega\)


• Ydre modstand (\(R_y\)): \(5{,}5\ \Omega\)

1. Beregning af den samlede strøm (\(I\)):

2. Beregning af spændingsfaldet internt i batteriet (\(U_i\)):

3. Beregning af klemmespændingen (\(U_k\)):

Kontrol: Du kan eftervise resultatet på den ydre modstand: \(U_y = I \times R_y = 2\text{ A} \times 5{,}5\ \Omega = 11\text{V}\).

Konklusion: Selvom batteriet måler \(12\text{ V}\) i tomgang, falder spændingen på klemmerne til \(11\text{ V}\), så snart kredsløbet belastes med strøm.