充電池の内部抵抗の測定

質問

充電池（エネループ）の内部抵抗の測定はどのようにしたら
できますか？
当方デジタルマルチメーターしかありませんが。

回答No.2

noname#252332 · ベストアンサー

ご存じのように電池の内部抵抗というものは実在せず、電池の化学変化の速度による端子電圧の低下を、内部に抵抗値を見立てた場合に置き換えて数値化しているだけのことです。負荷をつないで測ってみると内部抵抗とやらは刻一刻大きくなって、どれが内部抵抗値だよとなりますが、実は抵抗値なんかありません。電池内部の化学変化速度が徐々に遅くなっているに過ぎない。測り方は簡単には、端子を解放して電流ゼロの時の端子電圧と、抵抗値が分かっている抵抗器を外部につないた時の端子電圧を比較すると、オームの法則から電流を、さらに内部抵抗を計算することができます。内部に仕込まれた抵抗器の抵抗値ではなく、電池の化学変化に由来するものですから、条件によって無限の相違があります。つまり、こんな条件では内部抵抗は、となら言えることになります。

お礼

図面にしていただき、大変解りやすいです。
ありがとうございました。

回答No.3

m_and_dmp

エネループ（ニッケル水素電池）の内部抵抗は充電状態や流す電流、周囲温度などの条件で変化するので測定結果は条件付きになります。
条件はつぎのように設定します。
・充電状態：満充電または放電終期
・放電電流：容量値の1/10(1000mAH の電池なら100mA)
　ここではおよそ100mA とします。
・周囲温度：そのときの室温

測定原理は、つぎのとおりです。
電池は電圧がV[V]電源と直列にR{Ω}内部抵抗が接続されたものと考えます。放電電流100mA 前後の内部抵抗を測定するには、I1(=100mA )のときの電圧(V1)と、それより少し大きい電流I2(例えば110mA) のときの電圧(V2)を測定し、記録します。
内部抵抗 r = (V1 - V2)/(I2 - I1)
V1=1.30V、V2=1.29V であったとすると、
r = (1.30 - 1.29)/(0.110 - 0.100) = 1 Ω
になります。
単３型エネループの内部抵抗は、実際には0.1Ω 以下なので
デジタルマルチメーターの読み取り制度が4桁は必要だと思います。
4桁読むことができるデジタルマルチメーターで測定したとき、
V1 = 1.300V, V2 = 1.299V だったとすると、
r = (1.300 - 1.299)/(0.110 - 0.100) = 0.1 Ω
となります。

エネループの開放電圧はおよそ1.3V なので、100mA の電流を流すにはおよそ13Ωの抵抗が、110mA の電流を流すにはおよそ11.8Ωの抵抗が必要です。固定抵抗を使用して正確に100mA, 110mA にセットすることは難しいので15Ωの可変抵抗を使用すると良いのですが、研究室の実験ではありませんので、そこまで厳密にやる必要はないと思います。
12Ωと13Ω(12Ω + 1Ω)の抵抗を使いましょう。
実際の測定はつぎのようになります。
・デジタルマルチメーターを電流レンジにして、エネループに13Ωの抵抗を接続したときの電流を測定し、I1 とします。
・デジタルマルチメーターを電圧レンジにして、エネループに13Ωの抵抗を接続したときの抵抗の両端の電圧を測定し、V1 とします。
・デジタルマルチメーターを電流レンジにして、エネループに12Ωの抵抗を接続したときの電流を測定し、I2 とします。
・デジタルマルチメーターを電圧レンジにして、エネループに12Ωの抵抗を接続したときの抵抗の両端の電圧を測定し、V2 とします。
内部抵抗 r = (V1 - V2)/(I2 - I1)
となります。
V1 = 1.300V, V2 = 1.299V, I1 = 100mA(=0.100A), I2 = 108mA(=0.108A)
だったとすると、
r = (1.300 - 1.299)/(0.108 - 0.100) = 0.125Ω
となります。

お礼

こういう方法もあるのですね。
大変参考になりました。
お答えいただき誠にありがとうございました。

回答No.1

sknbsknb2

下記を参考にしてみてください。

DE-5000を使った電池の内部抵抗測定
https://gazee.net/electronics/de-5000-lcr-internal-resistance/

デジタルマルチメータ2台での低抵抗測定
https://synapse.kyoto/tips/LowRes/page001.html

お礼

申し訳ございません。
私にはハードルが高過ぎますが、こういう方法も
あるという事で大変参考になりました。
お答えいただき、誠にありがとうございました。