Spenning og batteri: U = ε − I·rᵢ

Slik leser du modellen

1. Finn ε inne i batteriet og rᵢ i serie med den.
2. Følg strømmen I og spenningsfallet I·rᵢ over den indre resistansen.
3. Les av klemspenningen U = ε − I·rᵢ mellom polene.

Forklaring

Spenningen U mellom to punkter er potensialdifferansen U = V_A − V_B, målt i volt. Et batteri bruker kjemisk energi til å opprettholde en spenningsforskjell, den elektromotoriske spenningen ε (EMK). Batteriet har også en indre resistans rᵢ, så klemspenningen mellom polene blir U = ε − I·rᵢ, litt lavere enn ε når det går strøm.

Eksempel fra teksten: ε = 12 V, rᵢ = 0,50 Ω og I = 4,0 A gir U = 12 − 4,0 × 0,50 = 10 V; 2 V faller over den indre resistansen. Det er derfor billyktene blir svakere når startmotoren trekker mye strøm. Ved kortslutning er ytre resistans ≈ 0, og hele ε faller over rᵢ: med ε = 9 V og rᵢ = 0,20 Ω blir I = 9/0,20 = 45 A, farlig høyt.

Til eksamen

Ved store strømmer må du ta med indre resistans; å regne med U = ε uansett belastning er en av kapittelets typiske feil.

Nøkkelbegreper

• spenning U
• EMK ε
• indre resistans rᵢ
• klemspenning
• kortslutning

Les fagstoffet bak visualet

Elektrisitet — Fysikk 1 · Fysikk 1