Jede Stromquelle hat ihren eigenen Innenwiderstand. Ein Stromkreis ist ein geschlossener Stromkreis mit Verbrauchern, an denen Spannung anliegt. Jeder dieser Sch altkreise hat einen externen Widerstand und einen internen.
Extern ist der Widerstand des gesamten Stromkreises mit Verbrauchern und Leitern, und Innenwiderstand kommt von der Quelle selbst.
Wird eine elektrische Maschine als Stromquelle verwendet, dann wird ihr Innenwiderstand in aktiv, induktiv und kapazitiv unterteilt. Aktiv hängt von der Länge des Leiters und seiner Dicke sowie dem Material, aus dem der Leiter besteht, und seinem Zustand ab. Die Induktivität hängt von der Induktivität der Spule ab (dem Wert ihrer Gegen-EMK), und die Kapazitive tritt zwischen den Windungen der Wicklung auf. Es ist ziemlich klein. Wenn als Quelle eine gewöhnliche Batterie verwendet wird, dann entsteht auch darin aufgrund des Elektrolyts Widerstand.
Strom ist die gerichtete Bewegung von Partikeln, und Widerstand ist das Hindernis, das seiner Bewegung im Wege steht. Solche Hindernisse finden sich sowohl im Elektrolyten als auch in den Bleiplatten von Batterien, mit einem Wort,wo immer es Strom gibt.
Aufgrund des Innenwiderstandes der Quelle kann nicht davon ausgegangen werden, dass die Spannung im Stromkreis die gesamte elektromotorische Kraft der Quelle ist. Natürlich kann der Spannungsabfall in der Quelle selbst vernachlässigt werden, aber nur wenn er vernachlässigbar ist.
Wenn im Quellkreis große Ströme erzeugt werden, kann die Spannung an den Anschlüssen nicht als echte elektromotorische Kraft angesehen werden. Der Strom in der Quelle ist ein Zeichen für einen Spannungsabfall darin. In diesem Fall gilt das Kirchhoffsche Gesetz, das besagt, dass die wahre EMK der Sch altung die Summe der Spannungsabfälle in allen Abschnitten einschließlich der Quelle selbst ist. Und die Formel wird so geschrieben:
E=∑U + Ir r
Wo:
E ist die gesamte elektromotorische Kraft des Stromkreises;
U ist der Spannungsabfall in den Stromkreisabschnitten;
Ir ist der in der Quelle erzeugte interne Strom; r ist der Innenwiderstand der Quelle.
Um die physikalische Bedeutung des Innenwiderstands der Quelle zu verstehen, sollten Sie ein kleines Experiment durchführen. Zunächst wird die elektromotorische Kraft der Quelle gemessen. Dazu wird ein Voltmeter an eine unbelastete Batterie angeschlossen. Danach müssen Sie einen kleinen Widerstand anschließen und ein Amperemeter in Reihe sch alten. Somit ist der Strom bekannt, während die Spannung unter Last ebenfalls gemessen werden muss.
Durch das Aufschreiben aller Werte der Größen lässt sich der Innenwiderstand leicht bestimmen. Dazu wird zunächst der Spannungsabfall in der Batterie bestimmt. Mit der Formel
Ur=E-U
berechnen.
In dieser Formel:
Ur – Spannungsabfall am Innenwiderstand der Quelle;
E – Spannung (EMK) gemessen an der Quelle ohne Verbraucher;U – Spannung direkt am Widerstand gemessen.
Der Innenwiderstand errechnet sich also nach folgender Formel:
r=Ur/I
Einige Experten vernachlässigen diesen Wert, da sie glauben, dass er aufgrund seines geringen Wertes ignoriert werden kann. Die Praxis zeigt jedoch, dass bei komplexen Berechnungen der Innenwiderstand das Endergebnis stark beeinflusst.
