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  Innenwiderstand (Batterie)


Aufgabe

Alle am Stromkreis beteiligten Geräte und Leitungen haben einen (Innen-)Widerstand. Nur ist dieser meist sehr klein, wie z.B. der einer Sicherung oder eine kurzen Leitung. Bei diesen kann der Widerstand allerdings ansteigen, wenn sie aus Blei oder sogar Konstantan oder stark unterdimensioniert ist. Bei Kraftfahrzeugen kann es zu Leitungslängen von 10 m und mehr kommen.

Der Innenwiderstand ändert sich mit der Belastung.

Funktion

Jede Spannungsquelle bzw. Batterie hat einen Innenwiderstand. Da sind alle Widerstände zusammen genommen, die in einer elektrochemischen Zelle dem Fluss des elektrischen Stroms entgegengesetzt wirken. Diesen kann man daran erkennen, dass die Spannung einer Batterie mit und ohne Belastung verschieden ist. Wenn man den Spannungsunterschied nach dem Ohm'schen Gesetz durch den Strom teilt, kann man den Innenwiderstand berechnen.
Wie muss man sich nun den Innenwiderstand vorstellen? Dazu ersetzen wir die normale durch eine gleichsam ideale Spannungsquelle, deren Spannung bei Belastung nicht absinkt, und schalten den Innenwiderstand dazu in Reihe. Dieser ist also nicht konstant, sondern ändert sich mit der Belastung.
Wenn man eine Spannungsquelle oder ein Netzteil für eine bestimmte Anwendung bestimmen will, wählt man zur Bestimmung des Innenwiderstandes am besten die typische maximale Belastung. Das wäre bei Fahrzeugbatterien immer noch der Kaltstart. Je weniger die Belastung variiert, desto verlustfreier kann eine Spannungsversorgung ausgewählt werden.
Es gibt Batterien, bei denen der Innenwiderstand auf jeden Fall gegen Ende der Lebensdauer stark ansteigt. Zu der Kategorie gehört auch die Batterie im Kraftfahrzeug. Es ist ein dringender Hinweis auf das Ende der Standzeit, wenn bei gleicher Belastung die Spannung stärker einknickt.

Wichtig

Unterdimensionierte Leitungen (z.B. auch im Haushalt) oder evtl. auch überforderte Batterien kann man an der Erwärmung erkennen.


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