Inhaltsverzeichnis Einleitung Zahlenbeispiele Spannungsteiler, Grundlagen (1) Spannungsteiler, Experiment 1 Spannungsteiler, Experiment 2 Spannungsteiler, Grundlagen (2) Stromteiler, Grundlagen Zusammenfassung + Beispiel Beispiel 1: Innenwiderstand 1,5V Bat. Beispiel 2: Innenwiderstand 12V Bat. Beispiel 3: Vogel auf Leitung Beispiel 4: Ältere Hauselektrik Beispiel 5: Lichterkette Beispiel 6: Transformator Beispiel 7: Föhn in Badewanne Beispiel 8: Baden im See bei Gewitter Beispiel 9: Lügendetektor Beispiel 10: Lampenkontrolle Beispiel 11: Hochspannungsleitung Beispiel 12: Vorglühanlage, Diagnose Beispiel 13: Blankdraht Durchlauferhitzer Beispiel 14: Waschbecken und Steckdose Genaueres zu Stromschlägen

"Innenwiderstand" (Ri) bezeichnet eine jeder Spannungsquelle innewohnende Eigenschaft. Erfahrungsgemäss kann man Spannungsquellen nicht mit beliebig kleinen Widerständen (und damit beliebig grossen Strömen I) belasten; die Spannungsquelle reagiert darauf mit einem Absinken um ΔU ("delta U") der an ihren Polen zur Verfügung stehenden Spannung:   ΔU = Ri x I

Batterien erzeugen elektrische Energie auf chemische Weise. Das von aussen messbare Absinken der Batteriespannung kann man sich chemisch so erklären, dass die chemische Reaktion in einem gegebenem Raumbereich nicht beliebig viele freie Ladungsträger freisetzen kann.

In den meisten Pkws kommen 12V Bleibatterien als Hauptbatterien zum Einsatz. Diese werden hauptsächlich zum Starten des Motors benötigt und sind von ihrer Dimensionierung her speziell dafür ausgelegt.

Den Innenwiderstand solcher Batterien kann man mit einfachen Hausmitteln nicht mehr messen, denn er ist wesentlich kleiner als die Übergangswiderstände, die typischerweise zwischen Messspitzen und einem Stromleiter vorhanden sind. Ausserdem ist es ziemlich gefährlich, eine Autobatterie in der Nähe eines Kurzschlusses zu belasten. Warum wird sich im Folgenden ergeben.

Wenn schon nicht messen, so kann man immerhin den ungefähren Wert abschätzen, allein durch die Verwendung von sinnvollen Annahmen und leichter ermittelbarer anderer Messwerte.

 

Annahme:

Die Leistung eines PKW Starters (Anlasser) liegt im Bereich 1 bis 2 KW. Bei Oberklasse-Pkws mit 8 bis 12 Zylindern sind es 1,5 bis über 2 KW. 1 KW entspricht z.B einem VW Golf.

 

Leicht zugänglicher Messwert:

Es gibt Voltmeter, die steckt man einfach in den Zigarettenanzünder des Autos. Je nach Autotyp zeigt es dabei die Batteriespannung oder etwas weniger an.

Bei "Zündung ein" werden ca. 12,5V angezeigt. Dies ist die Batteriespannung im sehr leicht belasteten Zustand (diverse Bordelektrik aktiv), also praktisch unbelastet. 

Beim Starten sinkt der Wert auf ca. 9,5V ab.

 

Berechnung des Innenwiderstandes

Die 1 KW Starterleistung bezieht sich natürlich auf eine Spannung, die der Starter im Normalbetrieb (= beim Starten) tatsächlich erfährt, also 9,5V.

Damit man den Innenwiderstand ausrechnen kann, benötigt man den fliessenden Strom.

Es gilt allgemein:

P = U x I

<--> I = P/U

Werte eingesetzt: I = 1000W/9,5V = 105A

Beim Fluss von 105A fallen in der Batterie also (12,5-9,5)V = 3V ab.

Es gilt allgemein:

R_i= U/I

Werte eingesetzt: R_i = 3V/105A = 0,03Ω

 

Berechnung des maximalen Stroms (Kurzschlussstrom)

I = U/R_i

Werte eingesetzt: I = 12,5V/0,03Ω = 417A.

Bei grösseren Autobatterien für Oberklasse-Pkws kann der Wert durchaus in die Nähe von 1000A kommen.

 

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