Elektrodynamik und Optik - Fachbereich Physik der Universität ...

54 Experimentalphysik 1 für Biologen & Chemiker
Aufbau einer Batterie (links) und eines aufladbaren 12V-Blei-Akkus, wie er beispielsweise in Autos
eingesetzt wird. Quelle: Tipler S. 761
Brennstoffzellen funktionieren wie Batterien. Allerdings werden bei ihnen die
Reaktanden kontinuierlich zugeführt, z.B. H2 und O2, die an zwei verschiedenen
Elektroden zu H + bzw. OH - reagieren, d.h. im Prinzip H2O bilden.
5.2.13.4 Klemmspannung und Innenwiderstand einer Spannungsquelle
Wird eine Spannungsquelle nicht belastet, d.h. fließt kein Strom, so liegt als
Klemmspannung an den beiden Polen der Spannungsquelle die sog.
Quellenspannung oder elektromotorische Kraft (EMK) U0 an. Jede Quelle
besitzt jedoch einen Innenwiderstand, Ri, da die Ladungsträger vom Ort der
Trennung zu den Klemmen transportiert werden müssen. Fließt jetzt außen ein
Strom über einen äußeren Widerstand Ra (Verbraucher) ab, dann hat die für den
Verbraucher zur Verfügung stehende, d.h. abgreifbare Klemmspannung UKlemm
den Wert
U
U = U −I⋅ R = U − ⋅R
Klemm 0 i 0
Ri 0
+ Ra
i
mit Rges = Ri + Ra und dem Ohm’schen Gesetz U0 = Rges·I.
Ist der Innenwiderstand Ri sehr klein, dann ist UKlemm praktisch unabhängig von
Ri, sonst aber nicht.