Für genauere Betrachtungen am Stromkreis muss man berücksichtigen, dass reale elektrische Quellen einen Innenwiderstand besitzen. Man kann sich die reale Spannungsquelle als Hintereinanderschaltung von widerstandsfreier Spannungsquelle mit konstanter Spannung und ihrem Innenwiderstand denken.
Gute Akkus haben sehr kleine Innenwiderstände, schlecht geladene Akkus oder auch länger benutzte Monozellen haben dagegen höhere Innenwiderstände. Sie eignen sich besonders gut für den folgenden Versuch.
Aufbau und Durchführung
Bevor der Lastwiderstand (Schiebewiderstand) an die Quelle angeschlossen wird, misst du die Leerlaufspannung \(U_0\) (dies ist auch die Klemmenspannung für den Fall, dass \(I = 0\,\rm{A}\) ist).
Nun schließt du den Schiebewiderstand an und untersuchst, wie sich die Klemmenspannung \({U_{{\rm{Kl}}}}\) mit zunehmender Belastung verändert.
Beobachtung
| Klemmenspannung \({U_{{\rm{Kl}}}}\;{\rm{in}}\;{\rm{V}}\) | \(5,3\) | \(4,9\) | \(4,5\) | \(3,5\) | \(2,5\) |
|---|---|---|---|---|---|
| Stromstärke \(I\;{\rm{in}}\;{\rm{A}} \) | \({0}\) | \({0,12}\) | \({0,30}\) | \({0,60}\) | \({0,80}\) |
Auswertung
Aufgabe
a) Drücke die Klemmenspannung durch die Leerlaufspannung, die Stromstärke und den Innenwiderstand der Quelle allgemein aus.
Aufgabe
b) Zeichne mit obigen Messwerten ein \(I\)-\({U_{{\rm{Kl}}}}\)-Diagramm und ermittle mit Hilfe des Diagramms den Innenwiderstand der Quelle und den Kurzschlussstrom \(I_{\rm{Ku}}\).