Innenwiderstand

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Als Innenwiderstand Ri bezeichnet man den ohmschen Widerstand, der zwischen dem elektrischen Ein- und Ausgang eines Bauteils oder einer Baugruppe herrscht. Jedes Bauteil, welches in eine Schaltung eingefügt wird, hat einen eigenen Widerstand und sorgt somit bei Stromfluß für einen Spannungsabfall an diesem Bauteil.


Innenwiderstand bei Akkus

Ein Akku speichert seine Energie chemisch, im Gegensatz z.B. zu einem Kondensator, der elektrische Ladungen sammelt. Die chemische Reaktion verläuft nicht verlustfrei; die Ionen, die durch den Elektrolyten wandern, verrichten mechanische Arbeit. Diese Verluste bewirken, abhängig von der Güte der ablaufenden Reaktion, einen Abfall der Reaktionsspannung, was nach dem ohmschen Gesetz einen Widerstand darstellt, den Innenwiderstand Ri.

Der Innenwiderstand bestimmt wesentlich die Leistungsfähigkeit eines Akkus. Im Modellbaubereich verwenden wir Akkus mit möglichst niedrigem Innenwiderstand und damit geringen Eigenverlusten. Durch das sog. Pushen wird bei Nixx-Akkus der Ri noch im Auslieferungszustand gesenkt.


Innenwiderstand als Kenngröße

Der Innenwiderstand einer Akkuzelle ist nicht konstant, sondern hängt von der Bauform und der verfügbaren Reaktionsmasse, d.h. dem Ladezustand ab. Da die Messung bei leerem Akku keinen Sinn macht, wird der Ri als Kenngröße bei voller Ladung angegeben.


Innenwiderstand und Alterung

Die chemischen und physikalischen Eigenschaften von Anode und Kathode des Akkus verändern sich über seine Lebensdauer. Dabei spielen mehrere Effekte eine Rolle, unter anderem die Migration (ionisiertes Material aus der Anode wandert in die Kathode und umgekehrt), die durch die Bauform (z.B. an Kanten) bedingten Potenzialunterschiede und dadurch ungleichmäßige Umwandlung der Reaktionsmasse und noch einige mehr. Diese Effekte bewirken, dass die Reaktionsgüte über die Lebensdauer eines Akkus abnimmt, was sich in einer Zunahme des Innenwiderstands äußert.


Innenwiderstand bei Elektromotoren

Jeder Motor hat eine Wicklung, die aus Kupferdraht besteht. Wird die Wicklung vom Strom durchflossen, so fällt an ihr, bedingt durch den Widerstand des Kupferdrahtes, eine Spannung ab. Nach außen hin ist dies u. a. spürbar durch eine deutliche Erwärmung des Motors, die durch den Innenwiderstand verursacht wird.