Máy Tính Điện Trở Trong Của Pin

Nhập phép tính

Suất điện động EMF (vôn)

Hiệu điện thế đầu cực (vôn)

Cường độ dòng điện (ampe)

Kết quả

Điện trở trong

0,3

ohm (Ω)

Độ sụt áp (EMF − V)	0,6 V

Điện Trở Trong Là Gì?

Bất kỳ viên pin hay nguồn điện hóa học thực tế nào cũng có một lượng điện trở nhỏ bên trong, sinh ra từ chất điện phân, vật liệu làm điện cực và các mối nối. Chính điện trở trong (\(r\)) này khiến hiệu điện thế đo được ở hai đầu cực của pin bị tụt xuống khi pin cấp dòng cho tải. Điện trở trong biến một phần năng lượng điện thành nhiệt, làm giảm điện áp hữu ích và hạn chế dòng điện tối đa mà nguồn có thể cung cấp.

Pin thực được mô hình hóa như một nguồn suất điện động (EMF) lý tưởng mắc nối tiếp với điện trở trong \(r\), cấp điện cho tải ngoài.

Cách Sử Dụng Máy Tính

Bạn chỉ cần nhập ba giá trị: suất điện động của nguồn (EMF, tức điện áp khi hở mạch), hiệu điện thế đo ở hai đầu cực khi có dòng chạy qua, và cường độ dòng điện trong mạch. Máy tính sẽ lập tức trả về điện trở trong tính bằng ohm, kèm theo tổng độ sụt áp trên điện trở trong.

Giải Thích Công Thức

Mối quan hệ này xuất phát từ định luật Kirchhoff về điện áp khi một nguồn điện cấp cho tải:

$$r = \frac{\text{EMF} - V}{I}$$

Trong đó EMF là điện áp khi không tải, \(V\) là hiệu điện thế đầu cực khi có tải, còn \(I\) là cường độ dòng điện. Tử số (\(\text{EMF} - V\)) chính là phần điện áp "hao hụt" bên trong pin, và khi chia cho dòng điện ta được điện trở gây ra phần hao hụt đó. Điện trở trong càng nhỏ thì nguồn điện càng tốt và càng hiệu quả.

Hiệu điện thế ở hai cực \(V\) bằng suất điện động trừ đi độ sụt áp trong \(I\cdot r\).

Ví Dụ Minh Họa

Một viên pin 12 V (EMF) cho hiệu điện thế đầu cực là 11,4 V khi cấp dòng 2 A cho đèn pha. Độ sụt áp là \(12 - 11{,}4 = 0{,}6\) V. Chia cho dòng điện 2 A: $$r = \frac{0{,}6}{2} = \mathbf{0{,}3\ \Omega}$$ Vậy viên pin này có điện trở trong là 0,3 ohm.

Câu Hỏi Thường Gặp

Vì sao điện trở trong tăng theo thời gian? Khi pin già đi, các biến đổi hóa học và hiện tượng ăn mòn làm điện trở trong tăng lên, khiến hiệu điện thế đầu cực giảm khi có tải và dung lượng pin cũng suy giảm.

Làm sao để đo EMF? Hãy đo điện áp hở mạch bằng vôn kế có trở kháng cao trong lúc không có dòng điện chạy qua — số đo này xấp xỉ bằng suất điện động EMF.

Giá trị điện trở trong bao nhiêu là tốt? Điều này tùy thuộc vào loại pin. Một viên pin kiềm AA còn tốt thường có điện trở dưới 1 \(\Omega\), trong khi các ắc-quy chì-axit lớn chỉ vài miliohm. Nhìn chung, càng nhỏ càng tốt.