内部抵抗は、導体を通過する電子の流れを妨げる物体の能力として定義できます。抵抗器は、カーボンやプラスチックなどの絶縁体でできており、電子の流れを妨げます。この能力は彼らの構造によるものです。
電池は、互いに接続された 2 つの電子井戸に似ており、一方の井戸の電子の量が他方の井戸よりも大きくなっています。接続すると、微調整により、ボリュームが等しくなるまで、2 番目の井戸の余分な電子が最初の井戸に自然に押し出されます。
ただし、何らかの理由で、このハンドオーバーは絶対的な忠実度を達成しません。すべての電子が反対側に移動するわけではありません。この過程でいくらかの電気エネルギーが失われるようです。実際のバッテリーの場合、この失われたエネルギーはバッテリー自体の温度上昇に変換されます。
この固有の発熱体は、従来の抵抗器のように動作し、電流のサージが通過すると熱の形で電力を消費します。この要素をバッテリーの内部抵抗と呼びます。 電池が自分自身の破滅を引き起こさずにはいられない理由を理解するには、まず電池がどのように機能し、回路に電力を分配するかを理解する必要があります。
バッテリーはどのように機能しますか?
バッテリーには、異なる金属で構成された 2 つの端子と、それらの間に浮遊する電解質があります。電解質は、それを介して電子の流れを可能にする化学溶液です。簡単に言えば、電解質は電気を通す。電解質は、金属と激しく反応し、金属を構成イオンに分離する溶液です。
一方の端子はカソードであり、好ましくは、正に帯電した物質または電子を欠いた金属イオンを多数含む金属酸化物です。もう一方の端子は陽極であり、負に帯電したイオンを過剰に含む金属、または電子を過剰に含む金属イオンです。
電解質内の化学反応によりカソードが酸化し、電子が失われます。電子は回路を移動し、その結果、アノードがそれらを継承する際に還元されます。この装置は、余分な電子が移動する媒体によって接続された 2 つの井戸または電位を形成します。
システムは、酸化還元反応を受ける反応物がなくなるまで、化学エネルギーを電気エネルギーに変換します。この時点で、バッテリーは消滅します。しかし、外部からの電気エネルギーを化学エネルギーに変換するなど、外部手段を介して逆を達成することはできます。
現在、装置は新しい反応物で補充されており、この補充された化学エネルギーを電気エネルギーに変換することで利用できます。バッテリーは現在充電されています .
その説明は、バッテリーがどのように理想的に 動作します。
内部抵抗
抵抗は、導体を通過する電子の流れを妨げる物体の能力として定義できます。抵抗器は、カーボンやプラスチックなどの絶縁体でできており、電子の流れを妨げます。この能力は彼らの構造によるものです。
導体は、いくつかの電子が特定の空隙に付着している結晶構造を持っていますが、多くの自由電子は自由に群がっています。一方、プラスチックのような絶縁体は結晶構造を持っており、その電子を特定の場所にピニオンして完全に占有します。自由に動き回って電流を運ぶ電子はありません。
数個の電子が自由に動き回る導体の結晶構造。右:電子が互いにくっついた絶縁体の構造。
同様に、電池はゼロでない抵抗率を持つ材料から構成されています。コンポーネントの内部抵抗は、構造上の欠陥や不規則性から生じます。すべてのコンポーネントの一見わずかな抵抗が合計されて、合計すると、有限の知覚可能な大きさの抵抗になります。
完全な結晶構造はありません。 金属であっても、ランダムな加熱による不純物や導体のバルク内での電子の衝突など、さまざまな要因により、ある程度の抵抗を持つ傾向があります。 本当の バッテリーは 純粋な 電圧源。 
この避けられないハードルを説明するために、電圧源は電圧 ε で表されます。 小さな内部抵抗 r と直列 .
この電圧は、正式には起電力として知られています。それは、電子を動かそうとする力を提供します。外部抵抗 R, を接続すると この回路を完成させるために直列に接続された負荷は、オームの法則により、次のことがわかります。
こちらV 負荷 R での電圧降下です .また、バッテリーから引き出せる最大電流は、この内部抵抗のために減少します。
I> I(0) の値の場合、 次に、V の値が負になり、これは 負 であることを意味します R.これは本質的に不可能です。 2 つの端子をワイヤで直接接続してこの回路を短絡すると、引き出される最大電流は I(0) に制限されると結論付けることができます。
<強い> 
ユーザーが誤った取り扱いをしないように警告するために、バッテリーに刻まれた、または印刷されたこれらの量の値を見つけることができます。たとえば、乾電池の「定格」は 1.5V および 0.1 A です。もちろん、そのような短絡した乾電池は危険ではありませんが、たとえば、定格が 20V および 200A のより大きな電源は潜在的に致命的です。 .
消費電力
抵抗器はエネルギーを熱の形で消費します。これは、内部抵抗でも観察できます。内部抵抗 r に少量の ε の力が費やされていることを示すことができます。 、残りは負荷 R に転送されます .
固有抵抗の存在は、電圧源が完全ではないことを示唆しています .つまり、電力を外部回路に転送するときにバッテリーが完全に効率的ではないという意味で、それらは完全ではありません。どんなに小さくても、わずかな量の電力が常に消費され、それによってこの抵抗器で浪費されます.
ここには、熱力学の法則との驚くべき類似点があります。それによると、機械は入力エネルギー全体を変換して利用することはできません。このエネルギーは熱として変換され、マシン自体の温度が上昇します。
これは宇宙の最も基本的な法則の 1 つで、轟音を立てる車のエンジンや簡潔な 5V LED ライトに適用されます。
