意義與機制
電池可以近似於一個理想的電動勢 E,與內部電阻 r 串聯。當外部電阻連線時,相同的電流透過內部電阻和外部電阻。
當較小的負載電阻增加電流時,內部電壓降 (Ir) 也會增加。因此,電池在沒有負載時的電壓可能與其正常工作時的電壓不同。
關係與條件
I=E/(R+r), 終電壓為 V=E−Ir。 如果將 V 繪製在垂直軸上,並將 I 繪製在水平軸上,則截距為 E,斜率為 −r。
實際的電磁感應 (EMF) 和內阻會隨著電量狀態、溫度、電流和時間而變化。 恆定 r 模型是在特定條件下的一種近似。
觀察實驗中需要注意的事物
V與I的斜率為 −r;截距為電動勢。
電場強度和內阻是恆定的。 忽略化學反應和電池壽命。 在螢幕上進行實驗;不要使用實際電源、插座或高電壓進行重複。
關鍵關係與符號
I = E/(R+r) · V = E−Ir · P = I²R
| 符號 | 含義 | 單位 |
|---|---|---|
| E | 電動勢 | V |
| r | 內部電阻 | Ω |
| V | 終端電壓 | V |
透過範例確認
如果這個電池的 V-I 曲線是 -1 V/A,那麼其內阻是多少?
1 Ω
常見誤解
- 無法透過測量終端電壓的降低,來確定其與固有電動勢始終具有相同的數值。
