10. Reálný zdroj: vnitřní odpor
Až sem byla baterie ideální: 9 V, ať se děje cokoliv. Skutečná baterie to neumí. Změř napětí tužkového článku naprázdno a pak s žárovičkou — napětí spadne. Nic se nepokazilo, jen se ukázal vnitřní odpor.
E je elektromotorické napětí: to, co by zdroj dal, kdyby z něj nic netekl proud. Ri je vnitřní odpor — odpor elektrolytu, vývodů, vinutí. Model je tedy ideální zdroj a rezistor v sérii, a jsou uvnitř pouzdra, takže se k nim nedostaneš jinak než měřením.
Jak se vnitřní odpor změří
Dvěma měřeními a jedním odečtením. Změř napětí naprázdno (U₀ = E), pak připoj známou zátěž a změř znovu (U₁ při proudu I₁ = U₁/Rzátěž). Pak
Typické hodnoty: alkalická AA asi 0,15–0,3 Ω, Li-ion článek 18650 kolem 0,05 Ω, autobaterie pod 0,01 Ω, devítivoltová „destička“ klidně 2 Ω. Vybitý článek má vnitřní odpor mnohem větší — proto stará baterie „vypadá plná“ naprázdno a pod zátěží okamžitě spadne.
Nejdůležitější kompromis v celé elektrotechnice
Zdroj 12 V s vnitřním odporem 1 Ω. Zkus zátěž 1 Ω (maximální výkon, ale polovina energie topí uvnitř) a pak 10 Ω (méně výkonu, ale 91 % účinnost).
Zkrat
Když se svorky spojí drátem, zbude v obvodu jen vnitřní odpor a proud je I = E/Ri. U tužkové baterie to je pár ampér a článek se ohřeje; u autobaterie stovky ampér a klíč přes svorky se roztaví. Kalkulačka zkrat na zdroji odmítne spočítat a řekne proč — v modelu s ideálním zdrojem by vyšel nekonečný proud, což není chyba výpočtu, ale správná odpověď na špatně položenou otázku.