概念と仕組み
バッテリーは、理想的な起電力 E と、内部抵抗 r とが直列に接続されたものとして近似できます。外部抵抗が接続されると、内部抵抗と外部抵抗の両を通して同じ電流が流れます。
負荷抵抗が小さいほど電流が増加するが、それに伴い、内部電圧降下（Ir）も増加する。したがって、バッテリーの無負荷電圧は、動作電圧から異なる可能性がある。
関係式と成立条件
I = E / (R + r)、終極電圧は V = E - Ir です。V を縦軸、I を横軸にプロットすると、切片は E で、傾きは -r です。
実際の起電力と内抵抗は、充電状態、温度、電流、および時間によって変動する。定常抵抗モデルは、限定的な条件下での近似である。
仮想実験で読み取る変化
V–Iグラフの傾きは−r、切片は起電力です。
起電力と内部抵抗は一定です。化学反応や放電寿命は省略しています。 実際の電源・コンセント・高電圧では再現せず、画面上で実験しましょう。
重要な関係式と記号
I = E/(R+r) · V = E−Ir · P = I²R
| 記号 | 意味 | 単位 |
|---|---|---|
| E | 起電力 | V |
| r | 内部抵抗 | Ω |
| V | 外部端子電圧 | V |
例で確かめる
同じ電池のV–I記録の傾きが−1 V/Aのとき、内部抵抗はいくら？
1 Ω
よくある誤解
- ターミナル電圧の低下を、常に固有の起電力と同じ値を持つことを意味するとして解釈することは不可能である。