Belső ellenállás
A belső ellenállás a különféle áramforrások és valódi áramköri egységek jellemző adata. Ez a mennyiség határozza meg, hogy milyen mértékben terhelhető egy áramforrás, illetve, hogy egy-egy eszköz.

Oka 
A belső ellenállásnak meghatározott, az áramköri elemtől függő okai vannak. Általában azonban arra vezethető vissza, hogy valós helyzetben minden esetben fellép valamilyen szintű energiadisszipáció, ami a mező energiáját csökkenti, illetve ennek megfelelően feszültségesésként észlelhető.

Mérőműszerek 

A mérőműszerek ellenállása egyszerűen abból a tényből ered, hogy a méréshez be kell avatkoznunk a rendszerbe, az elektromos áram egy részének a műszeren mindenképpen át kell folynia, hogy méréseket végezhessünk rajta. Ez a rész a műszerben adja le energiáját, tulajdonképpen a mérés ennek mérésével valósul meg.

Feszültségmérő 

A feszültségmérők tipikusan a rajtuk átfolyó áram erősségének mérésével a belső ellenállásukból határozzák meg a feszültségértéket. Éppen ezért, bár az ideális feszültségmérő ellenállása végtelen, a valós műszereknek csak igen nagy, általában MΩ nagyságrendű, ami a jellemző áramköri ellenállásokat általában több nagyságrenddel meghaladja, így a mérés során a mérési hiba elenyésző.

Mint látható, a feszültségmérők esetén a belső ellenállás ismerete a mérés folyamatának központi részét képezi. Ugyanezt kell figyelembe venni a méréshatár kiterjesztésénél is.

Áramerősség-mérő 

A legtöbb áramerősség-mérő egy tekercsen áthaladó elektromos áram által létrehozott mágneses mező erősségét méri. A tekercsnek egyenáram esetén a hosszából, váltakozó áram esetén a hosszából és az induktivitásából származó ellenállása van. Ezeket igyekszenek minél kisebb értéken tartani, hogy a műszer az áramkör paramétereit ne zavarja jelentősen.

A belső ellenállás értéke a méréshatár kiterjesztése szempontjából is jelentős, ezért értéke mindenképpen jelentős paraméter.

Galvánelemek 
Maga a galvánelem két elektródból, az elektródokat körülvevő elektrolitból és az elektrolitokat elválasztó testből (diafragma, sóhíd) áll. Az elektrolitokban az ionok vándorlása hozza létre azt a mezőt, ami a cella két sarkát áramkörbe kapcsolva a kör áramát okozza. Mivel az ionok mozgási sebessége véges, a cella elektrolitja maga viselkedik ellenállásként a körben. Ennek megfelelően a belső ellenállás az áramforrástól el nem választható, vele egy egységet képező elem.

Egyéb részegységek 

Az egyes áramköri elemek külön-külön rendelkeznek saját ellenállással, ez a fizikai szerkezetükből fakad. Ennek értéke az elhanyagolhatótól (vezetékek) a jelentősig terjedhet. Magát az ellenállást az ideálisnak tekintett eszköz előtt, vele sorba kapcsolva vehetjük fel az áramkörben, az elem és az ő ellenállása között elágazás, illetve más egyéb elem nem lehet.

Mérése 
Általában kétféle módszerrel szokás belső ellenállást mérni - vagy nullponti módszerrel, amikor is egy olyan állapotot igyekszünk megtalálni, amikor a mérendő eszközön nem folyik áram, vagy pedig valamilyen (általában lineáris) függvényt határozunk meg, aminek valamely paramétere lesz az ellenállás.

Áramerősség-mérő belső ellenállása 

A belső ellenálláson is esik feszültség, ezért különböző ellenállásokon mérve az áthaladó áramot (amit a műszer direktben ad), illetve az összes eső feszültséget, a kettő lineáris függvényt ad, aminek a tengelymetszetéből meghatározható az eszköz belső ellenállása.

Feszültségmérő belső ellenállása 

A mérés hasonlóan történik, mint az áramerősség-mérő esetén. A nagy belső ellenállás miatt azonban megoldható a pontmérés is, ugyanis ismert belső ellenállású és elektromotoros erejű galvánelemnél a mért feszültség, amit a műszer szolgáltat, tartalmazza mindkét ellenállást, így a mérés során használt lineáris függvény két paramétere közül az egyik ismert. A pontos mérésekhez ez általában nem elegendő, de nagyságrendi becslésként ezekhez használható.

Galvánelem esetén 

A cella belső ellenállása mérésekkel megállapítható. Bármilyen  külső ellenálláson  feszültség esik, azaz az áramerősség . Az áramkör teljes ellenállása az eredő külső és a vele sorba kapcsolt belső ellenállásból származik, ebből a folyó áram:
.
Ez az áram folyik a külső ellenálláson is, ezért
, amit átrendezve kapjuk
.

Ez szemmel láthatóan egy egyenes képe, ha az  törtet mint független változót kezeljük. A mérés során tehát meghatározott ellenállásértékeket a galváncellára kötve feszültséget mérünk, majd a kapott adatokat grafikonon ábrázolva a kapott egyenes paraméterei a cella paraméterei lesznek egyben. Egészen pontosan az egyenes meredeksége lesz a belső ellenállás ellentettje, a tengelymetszet pedig az elektromotoros erő, aminek a standardpotenciál meghatározásánál vesszük hasznát.

Jegyzetek

Források 
 Dr. Boksay Zoltán: Általános kémia I
 Dr. Litz József et al.: Fizika II
 Nagy Károly: Elektrodinamika

Kapcsolódó oldalak 
Akkumulátor
Galvánelem
Ellenállás
Szigetelő

Ellenállás
A belső ellenállás a különféle áramforrások és valódi áramköri egységek jellemző adata . Ez a mennyiség határozza meg , hogy milyen mértékben terhelhető egy áramforrás , illetve , hogy egy-egy eszköz . Oka A belső ellenállásnak meghatározott , az áramköri elemtől függő okai vannak . Általában azonban arra vezethető vissza , hogy valós helyzetben minden esetben fellép valamilyen szintű energiadisszipáció , ami a mező energiáját csökkenti , illetve ennek megfelelően feszültségesésként észlelhető . Mérőműszerek A mérőműszerek ellenállása egyszerűen abból a tényből ered , hogy a méréshez be kell avatkoznunk a rendszerbe , az elektromos áram egy részének a műszeren mindenképpen át kell folynia , hogy méréseket végezhessünk rajta . Ez a rész a műszerben adja le energiáját , tulajdonképpen a mérés ennek mérésével valósul meg . Feszültségmérő A feszültségmérők tipikusan a rajtuk átfolyó áram erősségének mérésével a belső ellenállásukból határozzák meg a feszültségértéket . Éppen ezért , bár az ideális feszültségmérő ellenállása végtelen , a valós műszereknek csak igen nagy , általában MΩ nagyságrendű , ami a jellemző áramköri ellenállásokat általában több nagyságrenddel meghaladja , így a mérés során a mérési hiba elenyésző . Mint látható , a feszültségmérők esetén a belső ellenállás ismerete a mérés folyamatának központi részét képezi . Ugyanezt kell figyelembe venni a méréshatár kiterjesztésénél is . Áramerősség-mérő A legtöbb áramerősség-mérő egy tekercsen áthaladó elektromos áram által létrehozott mágneses mező erősségét méri . A tekercsnek egyenáram esetén a hosszából , váltakozó áram esetén a hosszából és az induktivitásából származó ellenállása van . Ezeket igyekszenek minél kisebb értéken tartani , hogy a műszer az áramkör paramétereit ne zavarja jelentősen . A belső ellenállás értéke a méréshatár kiterjesztése szempontjából is jelentős , ezért értéke mindenképpen jelentős paraméter . Galvánelemek Maga a galvánelem két elektródból , az elektródokat körülvevő elektrolitból és az elektrolitokat elválasztó testből ( diafragma , sóhíd ) áll . Az elektrolitokban az ionok vándorlása hozza létre azt a mezőt , ami a cella két sarkát áramkörbe kapcsolva a kör áramát okozza . Mivel az ionok mozgási sebessége véges , a cella elektrolitja maga viselkedik ellenállásként a körben . Ennek megfelelően a belső ellenállás az áramforrástól el nem választható , vele egy egységet képező elem . Egyéb részegységek Az egyes áramköri elemek külön-külön rendelkeznek saját ellenállással , ez a fizikai szerkezetükből fakad . Ennek értéke az elhanyagolhatótól ( vezetékek ) a jelentősig terjedhet . Magát az ellenállást az ideálisnak tekintett eszköz előtt , vele sorba kapcsolva vehetjük fel az áramkörben , az elem és az ő ellenállása között elágazás , illetve más egyéb elem nem lehet . Mérése Általában kétféle módszerrel szokás belső ellenállást mérni - vagy nullponti módszerrel , amikor is egy olyan állapotot igyekszünk megtalálni , amikor a mérendő eszközön nem folyik áram , vagy pedig valamilyen ( általában lineáris ) függvényt határozunk meg , aminek valamely paramétere lesz az ellenállás . Áramerősség-mérő belső ellenállása A belső ellenálláson is esik feszültség , ezért különböző ellenállásokon mérve az áthaladó áramot ( amit a műszer direktben ad ) , illetve az összes eső feszültséget , a kettő lineáris függvényt ad , aminek a tengelymetszetéből meghatározható az eszköz belső ellenállása . Feszültségmérő belső ellenállása A mérés hasonlóan történik , mint az áramerősség-mérő esetén . A nagy belső ellenállás miatt azonban megoldható a pontmérés is , ugyanis ismert belső ellenállású és elektromotoros erejű galvánelemnél a mért feszültség , amit a műszer szolgáltat , tartalmazza mindkét ellenállást , így a mérés során használt lineáris függvény két paramétere közül az egyik ismert . A pontos mérésekhez ez általában nem elegendő , de nagyságrendi becslésként ezekhez használható . Galvánelem esetén A cella belső ellenállása mérésekkel megállapítható . Bármilyen külső ellenálláson feszültség esik , azaz az áramerősség \ . Az áramkör teljes ellenállása az eredő külső és a vele sorba kapcsolt belső ellenállásból származik , ebből a folyó áram : . Ez az áram folyik a külső ellenálláson is , ezért amit átrendezve kapjuk . Ez szemmel láthatóan egy egyenes képe , ha az törtet mint független változót kezeljük . A mérés során tehát meghatározott ellenállásértékeket a galváncellára kötve feszültséget mérünk , majd a kapott adatokat grafikonon ábrázolva a kapott egyenes paraméterei a cella paraméterei lesznek egyben . Egészen pontosan az egyenes meredeksége lesz a belső ellenállás ellentettje , a tengelymetszet pedig az elektromotoros erő , aminek a standardpotenciál meghatározásánál vesszük hasznát . Jegyzetek Források Dr . Boksay Zoltán : Általános kémia I Dr . Litz József et al . : Fizika II Nagy Károly : Elektrodinamika Kapcsolódó oldalak Akkumulátor Galvánelem Ellenállás Szigetelő Ellenállás