Polspänning
I en laboration att räkna ut ett batteris inre resistans och ems har vi fått denna information:
När du minskar resistansen kommer strömmen som går ut från batteriet att öka. Samtidigt minskar
polspänningen, eftersom en del av spänningen (energin/Coulomb) går förlorad när strömmen
passerar batteriet (som har en inre resistans).
Min fråga är varför polspänningen minskar samtidigt som strömmen ökar. Om det är högre spänning borde det väl även finnas en högre spänning som ger det högre strömmen. I labborationen utgår vi ifrån denna ekvation:
U = Ɛ - Ri * I
Då strömmen ökar bör polspänningen minska enligt ekvationen eftersom ems är konstant, men jag förstår inte hur en minskad spänning ger en ökad spänning.
Ems är konstant.
Spänningen över den inre resistansen blir såklart större när det går en större ström genom den inre resistansen.
Skillnaden mellan dessa två är lika med polspänningen.
Jag tänker med ohms lag:
U = R * I om strömmen ökar borde spänningen öka, det stämmer inte in här, jag förstår inte hur den inre resistansen påverkar detta.
Det behövs något mer i kretsen, t.ex. ett yttre motstånd.
Om du börjar med att t.ex. ansluta 100 Ohm till batteriet, och sedan byter till ett 50 Ohm motstånd, så ökar strömmen i kretsen.
Jag förstår att strömmen ökar med minskad resistans, men hur ökar strömmen med minskad spänning? Det är ju spänningen som driver strömmen.
När strömmen ökar, så ökar den i hela kretsen - både utanför och inuti batteriet. Den spänning som driver strömmen är ems, och den driver en ström, samma ström, inuti batteriet och utanför batteriet.
Strömmen utanför batteriet (dvs genom den yttre resistansen) gånger den yttre resistansen är polspänningen.
Resten av ems är en spänning över inre resistansen.
Är fortfarande inte säker om jag har förstått, men har en annan fråga. Ändras batteriets inre resistans, t.ex om batteriet har använts. Då minskar väl batteriets ems, men hur är det med inre resistansen?
I verkligheten är inte den inre resistansen konstant men i Fysik 1 antar man att den är det.
Ems är konstant
Ri är konstant
Spänningen ut från batteriet U är mellan de oanslutna polerna.
Så länge de är oanslutna är U=ems eftersom
U=ems-Ri*I=ems-Ri*0=ems.
Sen kopplas en yttre R på. Då kommer spänningen Ems att fördela sig över Ri och den yttre resistansen R.
Om t ex Ri=0,1 ohm, R=10 ohm och Ems = 100V:
I=100/(10+0,1)=9,9A
U=ems-Ri*I=100-0,1*9,9=99V
Gulnigar_yeye skrev:
Ändras batteriets inre resistans, t.ex om batteriet har använts. Då minskar väl batteriets ems, men hur är det med inre resistansen?
Vanliga zink-batterier håller i princip ungefär samma ems och det är inre resistans som går upp. Men elektrokemi är komplicerad och det finns andra exempel.
Är ems konstant? Borde inte ems, den maximala spänningen minska då batteriet används mer och mer?
Gulnigar_yeye skrev:Är ems konstant? Borde inte ems, den maximala spänningen minska då batteriet används mer och mer?
Du kan kolla med en voltmeter. Obelastat är spänningen av ett zink-batteri ungefär 1,5 volt per cell.
Men om batteriet har blivit belastad då
Det spelar inte någon roll egentligen. Testa med en voltmeter.
Man kan få högspänning om man kopplar ihop gamla 9-volt-batterier så här:
Dessa i bilden var inte så gamla tror jag. Men det funkar bra med gamla också.
Kolla här: https://homepage.lnu.se/staff/pkumsi/Electrostatics/Glimlampa.html
Tack för svaren :)
En till fråga! I laborationen kom vi fram till ems och Ri genom att mäta ström och spänning på denna krets. 
Jag undrar om kablarna och multi metrarna som också utgör en resistans mot strömmen påverkar beräkningen av ems eller den inre resistansen. Alltså om bör ha med den faktorn som en felkälla.
Amperemeterns väldigt lilla motstånd adderas till variabla motståndet så det spelar ingen roll.
Voltmeterns motstånd är väldigt stort (flera megaohm) och om det variabla motståndet är kilo-ohm eller mindre blir voltmeterns påverkan väldigt liten.
I en labbrapport bör man ta upp mätinstrumenten som felkällor, det brukar finnas uppgifter på dem om noggrannhet i olika områden.
Så båda mätinstrumenten påverkar värdet av batteriets inre resistans?
Det beror på hur stort det variabla motståndet är. Jag tittade på specen på en digital multimeter och den hade 0.03 ohm serieresistans när den mäter ström.
Om det variabla motståndet är mer än 100ggr större så är mätfelet litet.
Vid mätning av spänning var impedansen 10Mohm så det påverkar ännu mindre.
