内部抵抗とは何ですか?

超伝導技術以外、常温で必ず存在する物です。電池ににも存在するものです。「伝導体の内部にある抵抗」と考えてください。銅線にも有りますし、鉄線の方が抵抗が大きい。一般的に一番大きいのはニクロム線です次いでステンレススチール。これが存在しない状態は超伝導状態しかありません。バッテリーの電圧の起電力はその素材により決まっています。しかし放電を続けているうちにだんだんと出力電圧は減少し充電が必要になります。同一負荷で一定の電流を流しているにもかかわらず、負荷の電圧が減っていくことを電気等価的な表現として「電池内部抵抗の増加」という考え方をします。

回路に電流Aが流れると直列に入っている内部抵抗rpの両端に電圧が発生します。電池の内部抵抗により発生する電圧は(rp×A)ボルトという電圧です。この電圧は電池と反対の極性ですから電池の電圧から引かれます。実際に仕事をする負荷には電池の発生電圧より、内部抵抗によるロス電圧(rp×Aボルト)を差し引いた電圧が負荷にかかります。ロス電圧の分だけ電圧が低くなるわけです。内部抵抗は0が好ましいのですが実際には0になることはあり得ません。もし0であれば、無限のエネルギーが発生することになりますのであり得ません。

通常、内部抵抗は電池が劣化するほど大きな値となり、その分負荷にかかる電圧は低下します。電池が放電を続けると電圧が下がってくるのは一般によく知られています。この原因が、計算式により電池の内部抵抗の増大であるということが理解できます。鉛バッテリーの内部抵抗の増加原因は、通常の放電によるサルフェーションの増加に伴って有効表面積が減少している場合や、これに加えて結晶化サルフェーションによる有効表面積の減少が複合している場合、または極板の部分的脱離による有効表面積の低下などがあります。いずれにしても主たる要因として「極板の有効面積の減少」があります。もちろん容量の大きいバッテリーは小さい物より内部抵抗が小さくなります。

端子の接触不良なども同様の状態になりますが、厳密にはこれは内部抵抗とは言いません。しかしイメージ的にこのような状態が電池内部でおこっていると考えてください。不活性のサルフェーションが極板を覆うことにより、化学反応を阻害することになります。これが内部抵抗の増加の大きな部分を占めます。また極板の割れ、脱落なども同じように内部抵抗を増大させます。このような状態は、より小さな容量のバッテリーになってしまったと理解してください。「車のバッテリーが大きさはそのままで中身がオートバイのバッテリーになってしまった」などとイメージするとわかりやすいと思います。ラスロンGは、通常充電や均等充電で分解還元しないサルフェーションを分解還元しますので、この状態を元に戻す反応を行います。

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