Misura della resistenza interna di una batteria
Quando utilizziamo una batteria, in genere la consideriamo un generatore di tensione ideale. Ciò significa che ci aspettiamo che la tensione ai suoi capi sia la stessa qualunque sia il carico da essa alimentato (e quindi qualunque sia la corrente da essa erogata).
Con riferimento alla figura precedente, ripeto ancora: la tensione ai capi della batteria non cambia se si cambia la resistenza RL.
La realtà non è proprio così. Nella realtà, diversi fattori possono limitare la capacità della batteria di agire come una sorgente di tensione ideale: le sue proprietà chimiche, la sua "età", la temperatura, tutto ciò influenza la quantità di corrente che riesce a erogare senza variare in maniera sostanziale la tensione ai suoi capi.
Verifichiamolo in pratica.
Per iniziare, prendi una batteria (oppure un set di batterie) e leggi il valore di tensione nominale scritto sul suo rivestimento. Questo è il valore di tensione (o differenza di potenziale) che la batteria dovrebbe imporre ai suoi morsetti.
Se, invece di una batteria singola, decidi di utilizzare un set di batterie in serie montate all'interno di un portabatterie come quello della figura seguente, considera che la tensione attesa ai morsetti è pari al prodotto della tensione della singola batteria moltiplicata per il numero di batterie.
Il comportamento che hai osservato finora è rappresentato piuttosto bene dal seguente modello, in cui la batteria è costituita internamente da un generatore di tensione ideale in serie ad una resistenza:
Quando misuriamo la tensione della batteria a vuoto, stiamo misurando in pratica la tensione del generatore ideale poiché, non scorrendo corrente, la caduta di tensione ai capi della resistenza interna RI è nulla.
La caduta di tensione (rispetto alla situazione a vuoto) che appare quando connettiamo la batteria ad un carico è dovuta alla resistenza interna della batteria.
Possiamo calcolare la resistenza interna dalle misure a vuoto e sotto carico della batteria, come quelle che hai già fatto.
Torniamo alla situazione "sotto carico", considerando il secondo carico che hai utilizzato, ossia la combinazione di più resistenze pari ad una resistenza equivalente di valore compreso tra 20 e 50 Ohm.
Questa è, ovviamente, anche la corrente che attraversa RI, provocando su di essa una caduta di tensione che riduce, rispetto alla situazione "a vuoto", la tensione ai morsetti della batteria.