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Elektrochemie

Rechenübung

Die elektrische Leistung eines PKW Anlasser-Motors hat typischerweise den Wert 240 W. Nehmen Sie an, dass beim Starten des Automotors der 12 V -Bleiakkumulator des Autos für kurze Zeit den vollen Kurzschlußstrom I 0 an den Anlasser liefert. Wie groß ist der innere Widerstand des Blei-Akkus?

Grundlagen

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Abb.1

Kennzeichen der Stromquelle sind:

Klemmspannung U0: Spannung zwischen Minus- und Pluspol, wenn beide Pole über einen unendlichen großen Widerstand verbunden sind (= offene Enden, an die ein ideales Voltmeter angeschlossen ist).

Kurzschlußstrom I0: Strom, der fließt, wenn beide Pole über einen unendlich kleinen Widerstand verbunden sind.

Die aus zwei Messungen erhaltenen Werte von U 0 und I lassen sich nach dem Ohm'schen Gesetz formal zu einer Kenngröße zusammenfassen:

Innerer Widerstand
R i U 0 I 0

Lösung

P = 240 W = U I = U 0 I 0 = 12 V i
I 0 = 240 W 12 V = 20 A
R i = U 0 I 0 = 12 V 20 A = 0,6 Ω

Die Ursachen des Stromes sind:

  1. Ionenwanderung in Flüssigkeiten (bei fluiden Medien)
  2. Entladung von Ionen an der Oberfläche von Elektroden (Elektronenübergang vom Ion zur Metallelektrode und umgekehrt)
  3. Bewegung der Elektronen im metallischen Leiter (Verbindungskabel zur Stromquelle, Meßinstrumenten, usw.)

Zu 1. und 2. lässt sich sagen:

Der Strom wird umso größer, je größer die Elektroden sind und je kleiner der Abstand zwischen ihnen ist.

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