Für genauere Betrachtungen am Stromkreis muss man berücksichtigen, dass Stromquellen einen Innenwiderstand besitzen. Man kann sich die reale Stromquelle als Hintereinanderschaltung von widerstandsfreier Stromquelle mit konstanter Spannung und ihrem Innenwiderstand denken.
Gute Akkus haben sehr kleine Innnenwiderstände, 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 man die Leerlaufspannung \(U_0\) (dies ist auch die Klemmenspannung für den Fall, dass \(I = 0\rm{A}\) ist).
Nun schließt man den Schiebewiderstand an und untersucht, wie die Klemmenspannung \({U_{{\rm{Kl}}}}\) mit zunehmender Belastung kleiner wird.
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 \(I_{\rm{Ku}}\).