电池电阻及其测量
电池内阻及其测量方法（转）
唐道平发表于2010年07月21日18:23阅读(2)评论(0)分类：个人日记举报
每个电池都有内阻。
不同类型的电池内阻不同。
相同类型的电池，由于内部化学特性的不一致，内阻也不一样。
电池的内阻很小，我们一般用微欧或者毫欧的单位来定义它。
内阻是衡量电池性能的一个重要技术指标。
正常情况下，内阻小的电池的大电流放电能力强，内阻大的电池放电能力弱。
取个简单的例子：一台老式的使用5号电池的数码相机（例如耗电量很大的CANON 210），使用5号碱性电池供电，可以连续拍几十张相片；但使用5号干电池供电，只能拍上几张就自动关机了，但干电池并不是完全没电；再换上5号可充电镍氢电池，可以拍的相片更多。
在实际测量后我们可以知道，镍氢电池的内阻<碱性电池的内阻<干电池的内阻。
此例子说明在大电流放电的应用中，一定要选择内阻较小的电池。
在放电电路的原理图上来说，我们可以把电池和内阻拆开考虑，分为一个完全没有内阻的电池串接上一个阻值很小的电阻。
此时如果外接的负载轻，那么分配在这个小电阻上的电压就小，反之如果外接很重的负载，那么分配在这个小电阻上的电压就比较大，就会有一部分功率被消耗在这个内阻上（可能转化为发热，或者是一些复杂的逆向电化学反应）。
一个可充电电池出厂时的内阻是比较小的，但经过长期使用后，由于电池内部电解液的枯竭，以及电池内部化学物质活性的降低，这个内阻会逐渐增加，直到内阻大到电池内部的电量无法正常释放出来，此时电池也就“寿终正寝”了。
绝大部分老化的电池都是因为内阻过大的原因而造成无使用价值，只好报废。
一、内阻不是一个固定的数值。
麻烦的一点是，电池处于不同的电量状态时，它的内阻值不一样；电池处于不同的使用寿命状态下，它的内阻值也不同。
从技术的角度出发，我们一般把电池的电阻分为两种状态考虑：充电态内阻和放电态内阻。
1、充电态内阻指电池完全充满电时的所测量到的电池内阻。
2、放电态内阻指电池充分放电后（放电到标准的截止电压时）所测量到的电池内阻。
一般情况下放电态的内阻是不稳定的，测量的结果也比正常值高出许多，而充电态内阻相对比较稳定，测量这个数值具有实际的比较意义。
因此在电池的测量过程中，我们都以充电态内阻做为测量的标准。
二、内阻无法用一般的方法进行精确测量。
或许大家会说，高中物理课上有教用简单公式+电阻箱计算电池内阻的方法。
但物理课本上教的用电阻箱推算的算法精度太低，只能用于理论的教学，在实际应用上根本无法采用。
电池的内阻很小，我们一般用微欧或者毫欧的单位来定义它。
在一般的测量场合，我们要求电池的内阻测量精度误差必须控制在正负5％以内。
这么小的阻值和这么精确的要求必须用专用仪器来进行测量。
三、目前行业中应用的电池内阻测量方法。
行业应用中，电池内阻的精确测量是通过专用设备来进行的。
下面我来说说行业中应用的电池内阻测量方法。
目前行业中应用的电池内阻测量方法主要有以下两种：
1、直流放电内阻测量法。
根据物理公式R=V/I，测试设备让电池在短时间内（一般为2-3秒）强制通过一个很大
的恒定直流电流（目前一般使用40A-80A的大电流），测量此时电池两端的电压，并按公式计算出当前的电池内阻。
这种测量方法的精确度较高，控制得当的话，测量精度误差可以控制在0.1％以内。
但此法有明显的不足之处：
（1）只能测量大容量电池或者蓄电池，小容量电池无法在2-3秒钟内负荷40A-80A的大电流；
（2）当电池通过大电流时，电池内部的电极会发生极化现象，产生极化内阻。
故测量时间必须很短，否则测出的内阻值误差很大；
（3）大电流通过电池对电池内部的电极有一定损伤。
2、交流压降内阻测量法。
因为电池实际上等效于一个有源电阻，因此我们给电池施加一个固定频率和固定电流（目前一般使用1KHZ频率，50mA小电流），然后对其电压进行采样，经过整流、滤波等一系列处理后通过运放电路计算出该电池的内阻值。
交流压降内阻测量法的电池测量时间极短，一般在100毫秒左右，几乎是一按下测量开关就测完了。
呵呵。
这种测量方法的精确度也不错，测量精度误差一般在1％-2％之间。
此法的优缺点：
（1）使用交流压降内阻测量法可以测量几乎所有的电池，包括小容量电池。
笔记本电池电芯的内阻测量一般都用这种办法。
（2）交流压降测量法的测量精度很可能会受到纹波电流的影响，同时还有谐波电流干扰的可能。
这对测量仪器电路中的抗干扰能力是一个考验。
（3）用此法测量，对电池本身不会有太大的损害。
（4）交流压降测量法的测量精度不如直流放电内阻测量法。
在某些内阻在线监控的应用中，只能采用直流放电测量法而无法采用交流压降测量法。
3、测试仪器的元件误差及测试用的电池连接线问题。
无论是上述哪一种方法，都存在一些很容易被我们忽视的问题，那就是测试仪器本身的元件误差和用于连接电池的测试线缆问题。
因为要测量的电池的内阻很小，线路的电阻就要考虑进去了。
一条短短的从仪器到电池的连接线本身也存在电阻（大约也是微欧级），还有电池与连接线的接触面也存在接触电阻，这些因素必须都在仪器的内部事先做好误差调节。
所以，正规的电池内阻测试仪一般都配有专用的连接线和电池固定架子。
四、总结。
很多老化的电池其实内部电量还是很多，只是内阻过大放不出电来，实在可惜。
但电池的内阻一旦增加后，要想人为降低这个内阻值是难上加难。
因此对于已经老化的电池，我们即使想出很多办法来“激活”它，比如大电流冲击，小电流浮充，放冰箱。
等等，但大多无济于事，回天乏术。
在了解了上述知识之后，我们基本可以知道，挑选电池要尽可能地挑选内阻较小的电池。
在进行电池组的组合过程中（例如笔记本的电池组组合），我们要尽可能选用内阻一致的电池。
另外很重要的一点，电池久置不用，其内阻也会不断增加。
所以本帅哥建议大家还是要经常使用电池来保持电池内部化学物质的活性。
还有就是不要选购旧的电池，比如拆机的电芯。
人教版必修第三册课件实验电池电动势和内阻的测量
(2)根据实验要求在图7甲虚线框中画 出电路图，并补充连接实物电路图乙； 答案 见解析图(a) 见解析图(b)
图1
图2
图3
方法2 “安阻法” (1)如图2所示，由E＝ IR＋Ir 知，改变电阻箱的阻值，测出多组 I 、 R 的 值，通过图像就可求出E、r的值. (2)器材：电池、开关、 电阻箱 、 电流表 . 方法3 “伏阻法” (1)如图3所示，由E＝U＋r知，改变电阻箱的阻值，测出多组U 、 R 的值， 通过图像就可求出E、r的值. (2)器材：电池、开关、 电阻箱 、 电压表 .
(1)按照图甲所示的电路图，将图乙所示的实物连接成实验电路.
电压表(0～15 V)
(1)测量电流的仪表：应选择电流表A1的挡位_____(填“1”或“2”)
其数据处理方法. 4 V)，并设计了如图6甲所示的电路图测量锂电池的电动势E和内阻r.
解析 测量电压的仪表：应将定值电阻R2与A2串联，
003×1 000 V＝3 V，电池的电动势约为1.
(1)以U为纵坐标，I为横坐标，建立平面直角坐标系，根据几组U、I测量 (2)根据实验要求在图7甲虚线框中画出电路图，并补充连接实物电路图乙；
此电流值为电流表量程的 ，不利于精确读数，故定值电阻只能选D.
故电源内阻测量误差大，
数据，在坐标系中描点，作U－I图像. 解析 电源的U－I图像如图所示，
阻值为0～1 kΩ，额定电流为0. (2)现有开关和导线若干，以及以下器材：
图6
精析典题
一、伏安法测电动势和内阻
蓄电池内阻标准值
蓄电池内阻标准值蓄电池是一种储存电能的装置，广泛应用于各个领域，包括汽车、电动车、太阳能系统等。
蓄电池的性能与其内部电阻密切相关，而蓄电池内阻的标准值对于其性能和寿命具有重要影响。
本文将介绍蓄电池内阻及其标准值的相关知识。
1. 蓄电池内阻的定义蓄电池内阻（Internal Resistance）是指蓄电池在放电或充电过程中，电流通过蓄电池内部时所遇到的电阻。
蓄电池内阻由多个因素决定，包括电池材料、电池结构、电极材料、电解液浓度等。
蓄电池内阻的大小会影响蓄电池的放电效率、充电效率和储能性能。
较低的内阻可以提高蓄电池的能量转换效率，减少能量损耗。
另外，较低的内阻还可以减少蓄电池的自放电速率，延长其寿命。
2. 蓄电池内阻的测量方法通常使用交流内阻测量法来测量蓄电池的内阻。
该方法利用了交流信号通过电池时会产生电压降，从而可以推算出蓄电池的内阻。
测量时需要先将蓄电池完全充满，然后根据不同频率的交流信号进行测量，最后根据测得的电阻值计算出蓄电池的内阻。
3. 蓄电池内阻的标准值蓄电池内阻的标准值是根据各种应用需求和标准制定的。
以下是一些常见蓄电池内阻的标准值：•汽车蓄电池：汽车蓄电池的内阻标准值通常在20-60毫欧姆范围内。
内阻较低的蓄电池可以提供更大的启动电流，适用于大功率要求的汽车启动系统。
•电动车蓄电池：电动车蓄电池的内阻标准值通常在5-30毫欧姆范围内。
较低的内阻可以减少电动车系统的能量损耗，提高动力性能。
•太阳能系统蓄电池：太阳能系统蓄电池的内阻标准值通常在10-50毫欧姆范围内。
较低的内阻可以提高太阳能系统的能量转换效率，增加可利用的电能。
需要注意的是，蓄电池内阻标准值的具体数值可能会受到不同标准和生产厂家的影响。
因此，在实际应用中，应根据具体需求和生产厂家的规定来选择合适的蓄电池。
4. 蓄电池内阻的影响因素蓄电池内阻的大小受多个因素的影响，包括温度、充放电速率、寿命等。
以下是一些主要的影响因素：•温度：温度的变化对蓄电池内阻有较大影响。
水泥电阻测量电池内阻的方法
水泥电阻测量电池内阻的方法一、前言水泥电阻测量电池内阻的方法是一种常见的测量电池性能的方法，其原理是利用水泥电阻的特性来测量电池内部的电阻。
本文将详细介绍如何使用水泥电阻来测量电池内阻。
二、实验器材1. 水泥电阻2. 万用表3. 直流稳压电源4. 电池夹5. 多米诺骨牌三、实验步骤1. 制备水泥电阻将适量的水泥和沙子混合均匀，加入适量的水搅拌成糊状物，然后将糊状物填充到一个塑料管中，等待其干燥成为坚硬的水泥块即可制备出水泥电阻。
2. 连接实验器材将直流稳压电源连接到万用表上，并将万用表设置为直流电压档位。
然后将多米诺骨牌放置在桌面上，并将其两端分别连接到万用表和直流稳压电源上。
最后，将需要测试的电池夹在多米诺骨牌上。
3. 测量内阻将水泥电阻连接到电池的正负极上，然后调节直流稳压电源的输出电压，使得多米诺骨牌上显示的电压与需要测试的电池的额定电压相同。
此时，可以通过万用表上显示的电流来计算出电池的内阻。
四、实验注意事项1. 制备水泥电阻时应注意保持其形状和尺寸一致，以确保测量结果准确可靠。
2. 在连接实验器材时应注意正确接线，避免短路或其他意外情况发生。
3. 测量内阻时应根据需要测试的电池额定电压来调节直流稳压电源的输出电压，以保证测量结果准确可靠。
4. 在使用水泥电阻测量内阻时，应将其连接到电池正负极之间，并且在测量过程中应始终保持连接状态。
五、实验结果分析通过使用水泥电阻测量内阻可以得到一个比较准确可靠的结果。
在实际应用中，还可以通过多次重复测量来提高测量精度，并且可以对不同类型和规格的电池进行比较分析。
六、总结水泥电阻测量电池内阻的方法是一种简单易行的实验方法，可以在家庭、学校等场所进行。
通过本文的介绍，相信读者们已经对如何使用水泥电阻来测量电池内阻有了更加深入的理解和掌握。
测量电源电动势和内阻实验原理
测量电源电动势和内阻实验的原理如下：
实验设备包括一台直流电源、一个可变电阻箱、一个万用表、两个导线和一个用于连接电池和电阻器的开关。
测量电动势：打开开关，将电池连接至可变电阻箱和万用表上，通过改变电阻箱的电阻值，使得电路中的电流保持在0.1A左右，并记录此时电动势与电极间的电位差U。
根据欧姆定律U=E-IR，其中E为电动势，I为电流，R为总电路电阻，则电池电动势为E=U+IR。
测量内阻：在测得电动势后，由于万用表内阻较大，在电路中相当于并联了一个较大的电阻，会影响电路电阻的测量结果。
因此需要重新接线，将万用表放到电路的外部，以消除其导线对电路的影响。
然后通过改变可变电阻箱的电阻值，测量电路中电流随电阻值变化而发生的变化。
根据欧姆定律I=E/R+r，其中E为电动势，R为已知电阻（即可变电阻箱的电阻），r为电池内阻，则电池内阻r=E/I - R。
需要注意的是，在实验过程中，应注意控制电路中的电流大小和方向，以避免对电池产生过度的负载和损坏。
同时应验算结果是否符合理论值，并对实验设备进行定期维护和校准，以确保实验数据的准确性和可靠性。
测定电源电动势和内阻(共20张PPT)
A
r真
UV1 I A2
UV2 IA1
E真 UV2 IA2
RA
UV1 IA2
UV2 IA1
乙
E测
U V
I A r测
E测 UV1 IA1r测 E测 UV2 IA2r测
r测
UV1 IA2
UV2 IA1
E测 UV2 IA2
U I
V1 A2
UV2 IA1
对比系数得： E E r r R
r 测 > r真
答案 (1)2 (3)1＝（R1＋Rg）（R0＋r）·1＋R1＋Rg＋R0＋r (4)2.08(2.07～2.09
I
E
R
E
均可) (5)＝
四、命题考向：②结合实物图连接和实验注意事项考查
2．某同学为了测定一个笔记本电脑电池板的电动势和内阻。 (1)他先用多用电表直接测电池板的两极电压，应将红表笔接在电 池板的________(填“正”或“负”)极。 (2)接下来该同学用如图9的电路来完成电动势和内阻的测量，图9 中电压表和开关之间的3种连接方式，其中正确的是________。 (填“①”“②”或“③”)。
四、命题考向：③结合电路故障和实验原理考查
3．[2017·天津理综，9(3)]某探究性学习小组利用如图10所示的电 路电阻测R量1＝电9池.0的k电Ω，动为势了和方内便阻读。数其和中作电图流，表给A电1的池内串阻联r1一＝个1.0R0k＝Ω3，.0 Ω 的电阻。
①按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三
)
I A
r真
V
V
E真
U V1 (1
r真 RV
)
IA1r真
E真
UV2 (1
动力蓄电池的绝缘电阻
动力蓄电池的绝缘电阻
一、手动测量方法
绝缘电阻值是为了满足安全目的而确定的一个足够的值。
为了进行测量，动力蓄电池（包括动力蓄电池所有的外部附件，例如：电热器、监测装置）应与车辆电电底盘断开。
在整个试验过程中，动力蓄电池的开路电压应等于或高于其标称电压值，动力蓄电池的两极应与动力装置断开。
试验用的伏特表应能测量直流电压，其内阻应大于10 MΩ。
测量应在（23±5）℃的环境温度下按图2至图5所示的三个步骤进行。
a）第1步：
b）第2步：
c）第3步：如果V1＞V1’，增加Rο电阻并在伏特表两端
二、 BMU测试方法
将整套系统安装到汽车上，BMU如开通此功能便自动测量绝缘电阻，并显示在上微机的界面中。
要求
通过手动测量的值和自动测量的值其误差应不大于5%，在动力蓄电池的整个寿命期内，根据标准计算方法得到的绝缘电阻值除以动力蓄电池的标称电压U，所得值应大于100 Ω/V。
测电源电动势和内阻实验报告
测电源电动势和内阻实验报告实验名称：测电源电动势和内阻实验目的：掌握测量电源电动势和内阻的方法，了解电源的实际特性及其参数。
实验仪器：数字万用表，电流表，电阻箱，直流电源。
实验原理：根据欧姆定律和基尔霍夫定律，可以得出电源电动势与电池内阻的计算公式。
电源电动势U=E-Ir；其中，E表示电源电动势，I表示电路中的电流，r表示电池的内阻。
内阻的计算公式为：r=(E-U)/I。
实验步骤：1、将电阻箱调整到最大电阻，断开输出端，使电源仅提供开路电压U0。
2、连接电路：将电源的正极接到正极线圈的一端，电源负极和电阻箱依次接在另一根导线上，再接在负极线圈一端。
3、用万用表测量正负极线圈间的电压U1，即电动势E。
4、打开电路，用万用表测量电路中的电流I。
5、再用万用表测量电路中的电压U2，即终端电压。
6、根据公式计算内阻r=(E-U2)/I，得出结果。
7、将电阻箱的电阻分别减小数倍，重复以上步骤，测量内阻。
实验结果与分析：第一次测量得到电动势E=12V、电流I=0.5A、终端电压U2=11.5V，计算得到内阻r=(E-U2)/I=1Ω。
第二次测量时，将电阻减小到一半，得到的内阻为0.5Ω。
第三次测量时，将电阻减小到1/3，得到的内阻为0.333Ω。
由此可知，当电路中电流增大时，电池的内阻也随之减小。
而当电路中电流较小时，电池的内阻相应地较大。
实验结论：1、本实验通过实验测量的结果说明，电池的内阻会影响到电路中的电流和电压。
2、本实验中得到的电池内阻值随着电路中电流增大而逐渐减小。
3、本实验结果表明，电池内阻对电池的使用寿命和性能有重要影响。
因此，在电池选择和使用过程中，应该充分考虑其内阻值。
锂电池包绝缘电阻测试
批准
审核
编制
电池包绝缘电阻测试
项目名称
DV 验证 电池组型号
参考标准
GB/T 18384.1 电动汽车 安全要求
一、测试目的
检验电池包绝缘电阻值是否符合标准
二、测试方法
1. 测量电池包总正、总负对电池箱体电压值，取测量值中较大的并联上特定阻值的电阻，并按标准中的计算公式计算绝缘值；
2. 并联电阻值为100 k Ω，系统标称电压U 为307.2V
三、测试结果
表4.1 绝缘电阻测量数据表 测量项 正对地电压V1/mV 负对地电压V1’/mV
并联电阻后对地 电压V2’/mV
绝缘值Ri/ k Ω/V 测量值
6 1
7 0.2 27.34
1. 标准GB/T 18384.1要求测量绝缘阻值＞100Ω/V
2. 测试的绝缘电阻值满足标准要求。
实验三测定电源的电动势和内阻
实验三:测定电源的电动势和内阻一．实验目的测定电池的电动势和内电阻。
二．实验原理如图1所示，改变R 的阻值，从电压表和电流表中读出几组I 、U 值，利用闭合电路的欧姆定律求出几组 、r 值，最后分别算出它们的平均值。
此外，还可以用作图法来处理数据。
即在坐标纸上以I 为横坐标，U 为纵坐标，用测出的几组I 、U 值画出U -I 图象（如图2）所得直线跟纵轴的交点即为电动势值，图线斜率的绝对值即为内电阻r 的值。
三．实验器材 待测电池，电压表（0-3V ），电流表（0-0.6A ），滑动变阻器（10Ω），电键，导线。
四．实验步骤1．电流表用0.6A 量程，电压表用3V 量程，按电路图连接好电路。
2．把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。
3．闭合电键，调节变阻器，使电流表有明显示数，记录一组数据（I 1、U 1），用同样方法测量几组I 、U 的值。
4．打开电键，整理好器材。
5．处理数据，用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。
五．注意事项1．为了使电池的路端电压变化明显，电池的内阻宜大些，可选用已使用过一段时间的1号干电池。
2．干电池在大电流放电时，电动势E 会明显下降，内阻r 会明显增大，故长时间放电不宜超过0.3A ，短时间放电不宜超过0.5A 。
因此，实验中不要将I 调得过大，读电表要快，每次读完立即断电。
3．要测出不少于6组I 、U 数据，且变化范围要大些，用方程组求解时，要将测出的I 、U 数据中，第1和第4为一组，第2和第5为一组，第3和第6为一组，分别解出E 、r 值再平均。
4．在画U -I 图线时，要使较多的点落在这条直线上或使各点均匀分布在直线的两侧。
个别偏离直线太远的点可舍去不予考虑。
这样，就可使偶然误差得到部分的抵消，从而提高精确度。
5．干电池内阻较小时路端电压U 的变化也较小，即不会比电动势小很多，这时，在画U -I 图线时，纵轴的刻度可以不从零开始，而是根据测得的数据从某一恰当值开始（横坐标I 必须从零开始）。
测电池的电动势和内阻的常用方法和误差分析
测电池的电动势和内阻的常用方法和误差分析测量电池的电动势和内阻是非常重要的实验，可以帮助我们了解电池的性能和质量。
下面是几种常用的测量方法和其误差分析：一、电动势的测量方法：1.伏安法测量：通过测量电池开路电势和闭合电路后的电流，可以计算出电池的电动势。
这种方法的误差主要来自于电流表和电压表的精度，以及导线的电阻。
为了减小误差，可以使用高精度的测量仪器，并使用低电阻的导线。
2.维尔斯通桥法测量：通过将电池与一个可变电阻和标准电阻组成的维尔斯通桥相连接，调节电阻使两个终端的电压为零，此时电阻的比值等于电池的电动势的比值。
这种方法的误差主要来自于电阻的测量精度。
3.伏安特性曲线法测量：通过测量电池在不同负载下的电流和电压，可以绘制出伏安特性曲线，从曲线中可以读取电池的电动势。
这种方法的误差主要来自于电流表和电压表的精度。
二、内阻的测量方法：1. 电池负载法测量：通过将一个已知电阻连接到电池的输出端，测量电池的开路电压和负载电压，可以由Ohm定律得到电池的内阻。
这种方法的误差主要来自于电阻的测量精度。
2.交流法测量：通过在电池上施加一个交流信号，测量电池输出端的电压和电流的相位差，可以计算出电池的内阻。
这种方法的误差主要来自于交流信号源的稳定性和测量仪器的精度。
误差分析：1.电池的寿命：电池寿命的变化可能导致电动势的变化。
正常情况下，电池的电动势会随着使用时间而降低，因此在测试电动势时应使用新鲜电池。
2.测量仪器的精度：使用较低精度的测量仪器可能导致测量误差，因此在实验中应使用精度较高的电流表、电压表和电阻表。
3.温度效应：温度的变化可能会影响电池的电动势和内阻。
因此，在测量过程中，应注意控制温度的变化，并在实验室中保持稳定的温度。
4.测量环境：测量环境中的其他电磁干扰可能会对测量结果产生影响。
因此，在实验中应尽量减小电源和其他电器设备的干扰，并在静音的实验室中进行测量。
总结：测量电池的电动势和内阻是一项复杂的实验，需要注意许多因素来减小误差。