Spanning AA batterijen in stroomkring

Valen stelde deze vraag op 09 april 2005 om 15:02.

Quote
Hallo,

Ik ben bezig met een simpel batterijen testje, en ik heb een vraag over de spanning van een AA batterij.
als ik direct de spanning meet van een batterij met een (digitale) meter krijg ik een spanning van 1.6 volt.
als ik de batterij aansluit op een stroomkring met een simpel 1.5V 3.0A lampje zakt de spanning naar 1.35 V.

Waaraan ligt deze daling in spanning? (P.S. natuurkunde n00b hier ;)) Alvast bedankt

Reacties:

Bert
09 april 2005 om 15:37
Quote
Dag Valen,

die spanningsdaling wordt veroorzaakt door de "inwendige weerstand" van de spanningsbron. In de spanningsbron zelf zijn er kleine weerstanden, met name bij de contacten tussen de verschillende materialen, waar een gedeelte van de spanning verloren gaat.

Om dit verschil te beschrijven gebruikt men wel het begrip klemspanning, dat aangeeft hoe groot de spanning tussen de polen van de batterij is. De klemspanning is gelijk aan de bronspanning verminderd met stroom x inwendige weerstand. Dus hoe groter de stroom, hoe kleiner de klemspanning. Als je meer lampjes (parallel) aansluit zul je merken dat de klemspanning nog kleiner wordt, en als je de stroom kunt meten dan kun je de inwendige weerstand berekenen.

Bert
Bert
09 april 2005 om 15:40
Quote
P.S. Als dat lampje echt bij 1.5 V 3.0 A goed brandt, dan kun je beter niet al te veel van zulke lampjes parallel schakelen. De batterij wordt dan namelijk erg warm en kan misschien wel ontploffen!
P.
09 april 2005 om 16:14
Quote
Het lampje is overigens 0.3 Amp.. my bad :) (oh, en sorry voor de dubbele post) Ik weet niet zeker of ik de theorie van de klemspanning begrijp. Gaat dit over de weerstand in de batterij zelf? Als ik namelijk beide polen direct meet krijg ik een spanning van 1.6 Volt. Maar aangesloten op de stroomkring (1 lampje, 2 draadjes) en gemeten via de bedrading komt die spanning dus op 1.36. Kennelijk is het dus de stroomkring die voor de spanningsdaling zorgt. Kan dit kloppen of heb ik het mis?
Bert
09 april 2005 om 16:28
Quote
Ik dacht al wel dat het 0.3 A zou zijn. Het gaat inderdaad over de weerstand in de batterij zelf. Bij 0.3 A verlies je 1.60-1.36=0.24 V. Deze spanning staat over de weerstand in de batterij zelf, dus die weerstand is blijkbaar 0.8 Ohm. Bij twee lampjes parallel verwacht je dan 1.12 V, etc. Probeer maar of het klopt! Bert
P.
09 april 2005 om 16:53
Quote
OK, dank je voor je snelle reply's btw! Wat ik alleen nog niet helemaal begrijp: Ik dacht dat weerstand alleen effect had op de stroomsterkte en niet op de spanning in een stroomkring. En hoe komt die 'inwendige' weerstand tot stand?
Bert
09 april 2005 om 17:17
Quote
De chemische processen in een batterij leveren een elektrische spanning met een bepaalde waarde. Dat komt (uiteindelijk) door het verschil in bindingsenergie van de elektronen in de verschillende materialen waaruit de batterij is opgebouwd.

Als je een ideale spanningsbron hebt, dan levert hij altijd dezelfde spanning, onafhankelijk van de belasting. En in dat geval beinvloedt de weerstand alleen de stroom, daar heb je gelijk in. Maar zulke spanningsbronnen bestaan alleen in schoolboekjes!

In een echte spanningsbron is er altijd een weerstand in serie, die binnenin de batterij zit. Die weerstand is geen gewone weerstand, maar heeft te maken met het feit dat er bij de chemische reacties in de batterij warmte vrij komt. Die warmteproductie leidt ertoe dat de ladingsdragers in de batterij energie verliezen, en dat leidt uiteindelijk tot een daling van de spanning aan de polen van de batterij.

Overigens ben ik geen expert op dit gebied. Misschien kan iemand anders (Rob Hooft ?) hier nog iets verstandigs over zeggen.

Bert
P.
09 april 2005 om 17:34
Quote
OK, het is me nu een stuk duidelijker iig! bedankt voor je reacties. tot slot misschien nog een suffe vraag. Na een tijdje meten (met het lampje constant onder spanning) merk ik dat de spanning langzaam maar zeker afneemt. Ook de stroomsterkte neemt ietsje aan kracht af (0.02 A) De afnemende spanning heeft te maken met de elektronen die van A naar B gaan?? (basis natuurkunde, I know.. just checking :?)
Bert
09 april 2005 om 17:49
Quote
De batterij loopt langzaam leeg. In de batterij vindt een chemische reactie plaats, waarbij stof A wordt omgezet in stof B en de hoeveelheid van stof A dus steeds kleiner wordt. Daardoor nemen de prestaties van de batterij (stroom en spanning) langzaam af. Op de site van duracell (www.duracell.com) zijn datasheets te vinden waaronder ook de "leegloopkarakteristieken" (discharge curves). Bert
Ellen
30 januari 2013 om 20:58
Quote

Hey kan er iemand mij ook helpen!?

 

Ik heb de punten van fysica echt nodig, maar ik snap een paar vraagjes niet voor mijn taak!

 

Er wordt bijvoorbeeld gevraagd: wanneer wordt Uk=Ub? (klemspanning=bronspanning)

Kan er iemand mij helpen aub? (ik heb nog een paar vraagjes, maar zal met deze beginnen ;) )

 

Alvast bedankt!

Jan
30 januari 2013 om 21:21
Quote

Dag Ellen,

Het is overzichtelijker wanneer je die vraagjes dan in aparte nieuwe vragen stelt.

Dat de klemspanning van een spanningsbron minder is dan de bronspanning komt omdat elke echte spanningsbron een zogenaamde inwendige weerstad heeft. In elke stroomkring is die inwendige weerstand dan eigenlijk gewoon een serieweerstand, waarover dus ook een stukje van de (bron)spanning zal vallen.

Niet dat ze expres een weerstandje inbouwen hoor. Maar bijvoorbeeld in een voedingstrafo zoals op school is dat gewoon de totale weerstand van de regelschakelingetjes in de voeding, in een batterij is dat een denkbeeldige weerstand die het chemische proces levert.

Als je een schaking opent, dan loopt er geen stroom. Als er geen stroom loopt, dan valt er oo geen spaning over serieweerstanden, en dus ook niet over die inwendige weerstand. In dat geval is Ub natuulijk gelijk aan Uk.

Het enige andere geval is bij een theoretische, zogenaamde "ideale voeding". In de praktijk bestaan die niet. 

Duidelijk zo?

Groet, Jan

 

Ellen
30 januari 2013 om 21:34
Quote

Super bedankt Jan!

Dankjewel dat je zo snel hebt geantwoord.

Ik snap het al wat beter. (ben niet zo goed in fysica)

En ja ik ben net nieuw op deze site dus ik wist niet goed waar ik een nieuwe vraag moest stellen, maar ik zal het volgende keer zeker doen! :)

 

Zou ik je nog eens iets mogen vragen?

Er wordt gevraagd wat de betekenis is van (Ub-Uk) : I = Ri

Ik zou echt niet weten wat ik daar moet schrijven!

 

Vriendelijke groetjes Ellen

Theo
30 januari 2013 om 22:08
Quote

Ub = bronspanning

Uk = klemspanning

Ub - Uk = spanningsverschil russen bron en klem (=spanningsverlies al binnen de batterij, waarover je het al eerder had)

I = stroomsterkte

Ri = inwendige weerstand

Het spanningsverschil tussen de bron en de klem "valt" over die inwendige weerstand. De Wet van Ohm zegt dat U = I.R en hier is deze U dus het Ub - Uk verschil dat ontstaat doordat de stroom I die gaat lopen eerst door de obstakels (weerstand Ri) van de batterij heen moet.

Dus  U = I.R   en daarmee ΔUin_batterij = I. Rin_batterij

Plaats een reactie:


Bijlagen:

+ Bijlage toevoegen

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Noortje heeft dertien appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)