내부 저항

전기공학에서 선형 회로인 실제적인 전원 공급 장치는 테브난의 정리에 따라 온저항과 직렬로 연결된 이상적인 전압원으로 표현될 수 있다. 이 온저항을 전원의 내부 저항()이라고 한다. 전원 공급 장치가 전류를 공급할 때 측정된 전압 출력은 무부하 전압보다 낮다. 이 차이는 내부 저항으로 인해 발생하는 전압 강하(전류와 저항의 곱)이다. 내부 저항의 개념은 모든 종류의 전기 전원에 적용되며 다양한 유형의 회로를 분석하는 데 유용하다.

 배터리 
배터리는 저항과 직렬로 연결된 전압원으로 모델링될 수 있다. 이러한 유형의 모델은 등가 회로 모델로 알려져 있다. 또 다른 일반적인 모델은 농도와 반응 속도를 포함하는 물리적 특성을 가진 물리화학적 모델이다. 실제적으로 배터리의 내부 저항은 크기, 충전 상태, 화학적 특성, 수명, 온도 및 방전 전류에 따라 달라진다. 구성 재료의 비저항으로 인한 전자 구성 요소와 전해질 도전율, 이온 이동성, 전기화학 반응 속도 및 전극 표면적과 같은 전기화학적 요인으로 인한 이온 구성 요소가 있다. 배터리 내부 저항 측정은 배터리 상태를 파악하는 데 유용하지만, 테스트 조건 외에서는 적용되지 않을 수 있다. 일반적으로  주파수의 교류로 측정하면 주파수가 느린 전기화학적 과정을 고려하기에는 너무 높을 수 있으므로 저항을 과소평가할 수 있다. 내부 저항은 온도에 따라 달라진다. 예를 들어, 새 에너자이저 E91 AA 알카라인 일차 전지는 이온 이동성이 낮은 -40°C에서 약 0.9 Ω에서 실온에서 약 0.15 Ω, 40°C에서 약 0.1 Ω으로 감소한다. 이 감소의 큰 부분은 전해질 확산 계수의 크기 증가로 인한 것이다.

배터리의 내부 저항은 개방 회로 전압 VNL, 부하 전압 VFL 및 부하 저항 RL로 계산할 수 있다.

이는 과전압 η와 전류 I의 함수로도 표현할 수 있다.

등가 직렬 저항 (ESR) 측정기는 본질적으로 커패시터의 ESR을 측정하는 데 사용되는 AC 밀리옴미터이며, 배터리 내부 저항을 추정하는 데 사용할 수 있으며, 특히 정확한 DC 값을 얻기보다는 배터리의 방전 상태를 확인하는 데 유용하다.Testing batteries with ESR meter 일부 충전식 배터리 충전기는 ESR을 표시한다.

사용 중, 부하를 구동하는 일회용 배터리 단자 전압은 유용하지 않을 정도로 낮아질 때까지 감소한다. 이는 주로 등가 전원의 전압 하락보다는 내부 저항 증가로 인한 것이다.

충전식 리튬 폴리머 배터리에서 내부 저항은 충전 상태와 거의 독립적이지만, 고체 전해질 계면이라고 불리는 전극에 부동태화층이 형성되면서 배터리 수명이 길어질수록 증가한다.Wang, A., Kadam, S., Li, H. et al., "Review on modeling of the anode solid electrolyte interphase (SEI) for lithium-ion batteries". npj Computational Material. 4, 15 (2018).  따라서 이는 예상 수명에 대한 좋은 지표이다.Understanding RC LiPo BatteriesESR Meter For 2 – 6 Cell Lipo Packs - instructions

 같이 보기 
 노턴의 정리
 출력 임피던스

 각주 

 Student Reference Manual for Electronic Instrumentation Laboratories (2nd Edition) - Stanley Wolf & Richard F.M. Smith
 Fundamentals of Electric Circuits (4th Edition) - Charles Alexander & Matthew Sadiku

 외부 링크 
 Interconnection of two audio units - Output impedance and input impedance

분류:전기저항