Physik Forum

[MartinMartin]

"Gute Batterien, wie Autoakkumulatoren haben einen sehr kleinen Innenwiderstand, in der Grössenordnung von einigen Hundertstel Ohm. Die Klemmspannung soll möglichst gross sein. Ein hoher Innenwiderstand ist ein Indiz für eine defekte Autobatterie. Die Spannung des Akkumulators eines Automobils sei 12V, der Innenwiderstand 20m(Ohm). Bei Nacht erfordert die Beleuchtung eine Stromstärke von 8.5A. Wird zusätzlich der Anlasser betätigt, so steigt die Stromstärke auf 90A.

Wie kann sich die Quellenspannung der Batterie einfach so verändern? Die Batterie weiss doch nicht, wie viel Strom gebraucht wird?

Wie wird die 'Klemmspannung der Batterie' berechnet, und was ist das überhaupt? Ist die 'Klemmspannung der Batterie' das selbe wie die Spannungsquelle?

[GvC]

Die Quellenspannung ändert sich nicht, wohl aber die Klemmenspannung mit der Belastung. Die Klemmenspannung ist die Spannung, die an den Batterieklemmen messbar ist, letzlich also am Verbraucher (Beleuchtung, Anlasser) anliegt.

Das Ersatzschaltbild einer realen Spannungsquelle besteht aus der Reihenschaltung einer idealen Spannungsquelle mit der Quellenspannung U0 (auch Leerlaufspannung genannt, da sie die Klemmenspannung im Leerlauf ist) und dem Innenwiderstand Ri. Wird die Batterie (Akku) belastet, fällt je nach Belastung eine mehr oder minder große Spannung am Innenwiderstand ab. Nach Maschensatz ist die Klemmenspannung dann U0-I*Ri.

Im vorliegenden Fall dürfte mit "Spannung des Akkumulators" die Quellen- oder Leerlaufspannung von 12V gemeint sein (tatsächlich müsste sie eigentlich höher sein, nämlich oberhalb 14V). Bei einem Stromfluss von 8,5A fällt eine Spannung von 8,5A*20mOhm=170mV am Innenwiderstand ab. Welche Klemmenspannung bleibt demnach übrig? Entsprechendes gilt bei einem Stromfluss von 90A, bei dem 1,8V am Innenwiderstand abfallen. Welche Klemmenspannung bleibt dann übrig?