В ряде случаев бывает важно знать внутреннее сопротивление химических источников тока. Например, это нужно при определении состояния аккумуляторов и батареек и их отбраковке. По внутреннему сопротивлению можно, также определить какой максимальный ток может отдать аккумулятор или батарейка. Для измерения внутреннего сопротивления существуют специальные приборы. Один из самых простых и дешевых является прибор TS457 производимый в Китае, который можно приобрести, например, в интернет магазине AliExpress. Внутреннее сопротивление в простейшем случае можно также измерить с помощью одного мультиметра. Про внутреннее сопротивление нужно понимать, что этот параметр не является константой даже для конкретного аккумулятора или батарейки и точно его измерить невозможно, так как он зависит от многих факторов, таких как нагрузка, температура, ёмкость, степень заряда и других. Поэтому внутреннее сопротивление годится только как приблизительный оценочный показатель, что особенно характерно при измерениях мультиметром. Более точный результат дают специальные приборы, измерители внутреннего сопротивления.
Измерение с помощью мультиметра или вольтметра и резистора.
Перед измерением аккумулятор нужно полностью зарядить. Для зарядки желательно использовать источник питания со стабилизацией тока. Ток зарядки зависит от типа и ёмкости аккумулятора. Например аккумуляторный элемент 18650 заряжался током 1 А при напряжении 4,1в. Данный элемент можно также заряжать от источника напряжением 5в, не имеющего стабилизатора тока через автомобильную лампочку последовательно. Измерение производится на основе формулы вытекающей из закона Ома.
Где r – внутреннее сопротивление; E – ЭДС источника тока; UR – падение напряжения на сопротивлении нагрузки R; I – ток в цепи с нагрузкой R. ЭДС E=Ux.x. где Ux.x. – напряжение холостого хода, то есть напряжение на аккумуляторе без внешней нагрузки. Таким образом, для определения внутреннего сопротивления нужно сделать два измерения напряжения Ux.x. и UR, а также знать сопротивление нагрузки R для вычисления тока по формуле I=UR/R. Сопротивление нагрузки нужно выбирать, чтобы ток имел значительную величину, иначе падение напряжения UR будет небольшим и измерить его точно затруднительно обычным мультиметром. Например, для измерения внутреннего сопротивления аккумуляторного элемента 18650 применялся резистор 7,5 ом, при котором ток получался около 0,5А. При определении внутреннего сопротивления посредством мультиметра с резистором, следует иметь в виду, что значения получаются всегда выше, чем измеренные специальным прибором.
Результаты измерений и вычислений, а также измерение с помощью прибора TS457 представлены на изображениях ниже.
Результаты измерений и вычислений
В заключение формула закона Ома для полной цепи и другие формулы, на которых основано определение внутреннего сопротивления источников тока.
