ولتاژ دو سر باتری - آموزش تصویری - زبان ساده

1 - باتری یا نیروی محرکه آرمانی ( ایده آل) و واقعی

ابتدا لازم است مقاومت درونی را شرح دهیم.

مقاومت درونی: مقاومتی است که درون باتری وجود دارد و بخشی از انرژی باتری را در درون باتری به صورت گرما هدر می دهد.

باتری آرمانی: باتری است که درون آن مقاومتی وجود ندارد. به عبارت دیگر مقاومت درونی ندارد. بنابراین گرمایی تولید نمی کند و انرژی را هدر نمی دهد. چنین باتری در دنیای واقعی وجود ندارد. به همین دلیل به آن باتری آرمانی می گویند.

باتری واقعی: باتری است که درون آن مقاومت وجود دارد. یعنی مقاومت درونی دارد. بنابراین گرما تولید می کند و انرژی را هدر می دهد. باتری ها در دنیای واقعی، به همین شکل هستند.

ضمنا مقاومت درونی را با r نشان می دهند. یکای آن اهم است. اهم را با Ω نشان می دهند. مثلا  r = 1Ω .

2 - رابطه نیروی محرکه و مقاومت درونی

1.   V = اختلاف پتانسیل( ولتاژ) دو سر باتری ( بر حسب ولت v )
2.   ε = نیروی محرکه باتری ( بر حسب ولت v)  
3.   I = جریان الکتریکی (بر حسب آمپر A ) 
4.   r = مقاومت درونی باتری ( بر حسب اهم Ω)
5.   Ir = افت پتانسیل دو سر باتری ( بر حسب ولت v)

نماد باتری و نیروی محرکه و مقاومت درونی را در شکل نشان دادیم. اگر در عبارات بالا، دقت کرده باشید، اختلاف پتانسیل دو سر باتری و نیروی محرکه و افت پتانسیل بر حسب ولت بیان می شوند. بنابراین از جنس هم هستند.

به این مثال ساده توجه کنید تا مفهوم این رابطه را خوب متوجه شوید. فرض کنید نیروی محرکه باتری 12 ولت است. افت پتانسیل دو سر مقاومت درونی  برابر 2 ولت است. ولتاژ دو سر باتری، 2 ولت کمتر از نیروی محرکه است. یعنی ولتاژ خروجی باتری 10 ولت است.