¿Por qué la batería genera menos diferencia de voltaje entre terminales cuando fluye la corriente?

La diferencia de voltaje de terminal de una batería significa la diferencia de voltaje entre los dos terminales de una batería. Ahora, una batería tiene un voltaje en la terminal positiva y un voltaje en la terminal negativa. Voltaje significa el trabajo necesario para llevar una carga positiva de un culombio desde el infinito hasta ese terminal. Ahora, ¿cómo cambia el valor de este trabajo cuando fluye la corriente? (El valor de este trabajo debe cambiar para que ambos terminales cambien la diferencia de voltaje del terminal, ¿no es así?) Quiero una explicación intuitiva.

Una batería real no es una fuente ideal de energía, ya que mantiene un voltaje constante sin importar la cantidad de corriente que fluya. Una batería real, para una primera aproximación, se puede modelar como una batería ideal con una resistencia. La vida real, como siempre, es mucho más complicada.
Modele la batería como una fuente de voltaje en serie con una pequeña resistencia y todo tendrá sentido.
RE: "Voltaje significa el trabajo necesario para llevar una carga positiva de un culombio desde el infinito a esa terminal". ---no importa esto. Piensa más en la diferencia de potencial entre un terminal y el otro. Eso te dice cuánto trabajo está haciendo la reacción química en la batería para mover la carga de un terminal al otro.

Respuestas (1)

Algunas razones por las que el voltaje de una batería baja bajo carga:

  1. Resistencia interna . Un modelo simplista de primer orden de una batería es una fuente de voltaje en serie con una resistencia. A medida que consume corriente, la corriente provoca un voltaje a través de la resistencia. Ese voltaje se resta de la fuente de voltaje interna para darte lo que obtienes en los terminales.

  2. Agotamiento químico . Comenzando con el modelo simple anterior, agregue el hecho de que la fuente de voltaje interna real tampoco genera un voltaje constante. A medida que se usa una batería, su energía química se agota. Esto cambia la química para que el voltaje de circuito abierto disminuya.

  3. Cuello de botella de la migración de iones . A altas corrientes, también existe el efecto de que los iones no pueden migrar lo suficientemente rápido al otro electrodo. Este tipo de obstrucción obstruye los trabajos, y también disminuye el voltaje de circuito abierto. Esta es la razón por la que puede ver que las baterías a veces tienen un voltaje de circuito abierto bajo inmediatamente después de generar una gran cantidad de corriente, pero ese voltaje se recupera al menos un poco con el tiempo.

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