Le batterie non sono generatori elettrici ideali ma la corrente fornita è limitata da una naturale loro resistenza interna. Vediamo come misurare tale resistenza, con metodi di facile e semplice adozione.

Le batterie sono dispositivi che trasformano energia chimica in energia elettrica. Vengono utilizzati quotidianamente per alimentare qualsiasi tipologia di dispositivo e, ormai, non si può più fare a meno di esse. Quando si progetta un circuito a batteria, il progettista spesso presuppone che essa sia un generatore di tensione ideale. Qualsiasi tipo di carico si colleghi alla batteria non modifica la tensione ai capi del generatore. Ma in realtà non è così.

Nella realtà, una batteria non è ideale a causa delle sue proprietà chimiche, della sua vetustà, e della temperatura e tali eventi esterni influiscono sulla quantità di corrente erogabile. Il simbolo migliore di una batteria, dunque, prevede la presenza di un resistore in serie al generatore.

Possiamo misurare la tensione di una batteria suoi suoi terminali, senza alcun carico collegato, ossia a circuito aperto (VOC).

Se colleghiamo un carico alla batteria la tensione ai terminali, ovviamente, diminuisce. Il calo di tensione è causato dalla resistenza interna della batteria. Possiamo calcolare la resistenza interna se misuriamo la tensione a circuito aperto e poi con un carico collegato.

Si supponga, adesso, di ottenere le seguenti misure dal sistema:

• batteria: tipo AA da 1.5 V nominale;
• carico: 4 Ohm;
• tensione della batteria a vuoto: 1.595 V;
• tensione della batteria col carico collegato: 1.493 V.

Si vuol sapere, quindi, quale è la resistenza interna della batteria. Ecco di seguito i calcoli da effettuare, con la particolare attenzione alla perfetta comprensione di ogni passaggio. Occorre conoscere le equazioni della legge di Ohm:

Calcoliamo la corrente che scorre sul circuito col carico inserito:

I = V / R
I = 1.493 V / 4 Ohm = 0.37325 A

Calcoliamo la tensione sulla resistenza interna

Occorre ottenere la tensione sul resistore interno. Possiamo farlo usando la legge di Kirchhoff che afferma che la caduta di tensione su entrambi i resistori deve sommarsi alla tensione della sorgente di tensione ideale:

VOC = V_I + V_L
1.595 V = V_I + 1.493
V_I = 0.102 V

Calcolo finale della resistenza interna

Ora che conosciamo la caduta di tensione attraverso il resistore interno e la corrente che lo attraversa, possiamo usare di nuovo la legge di Ohm per trovare la sua resistenza:

V_I = I * RI
0.102 V = 0.37325 A * RI
RI = 0.102/0.37325 = 0.27327

La resistenza interna della pila è, dunque di 0.27327 Ohm.