Mesurer la Résistance Interne d'une Batterie : Guide Pratique

Les batteries ne durent pas éternellement, leur résistance interne change avec le temps. Mesurez-la donc avant utilisation sur votre circuit.

Accrochez-vous si vous ne savez pas comment faire. Vous apprendrez tout ici.

Définition de la Résistance Interne

Modèle de résistance interne

La résistance est un concept familier en ingénierie. La résistance interne survient quand un objet s'oppose au courant à l'intérieur d'un conducteur, générant de la chaleur.

Les cellules de batterie offrent une résistance au passage du courant. Comme les batteries n'ont pas de conducteurs parfaits, trouver une batterie à résistance interne nulle est difficile.

La résistance interne est comme le gardien de la batterie. Plus elle est faible, moins de restrictions vous rencontrerez.

Si elle est élevée, la batterie surchauffe et subit une chute de tension.

Comment Fonctionne une Batterie ?

Les batteries ont deux bornes en métaux différents et un électrolyte entre elles. Les électrolytes sont des solutions chimiques permettant le flux d'électrons, donc conducteurs électriques.

Borne de batterie

Les électrolytes réagissent avec le métal et les maintiennent dans leurs ions respectifs. Une borne est la cathode (oxyde métallique, charges positives ou ions métalliques avec peu d'électrons). L'autre est l'anode (métal avec charges négatives ou ions avec excès d'électrons).

La réaction chimique de l'électrolyte oxyde la cathode, la faisant perdre des électrons. Ceux-ci traversent le circuit avant d'atteindre l'anode.

La batterie convertit l'énergie chimique en électrique jusqu'à épuisement des réactifs. Elle meurt. Mais on peut restaurer les réactifs via énergie électrique externe convertie en chimique : c'est la recharge.

Charge de batterie

Mesurer la Résistance Interne d'une Batterie : La Méthode Idéale

Il vous faut :

• Batterie neuve (de préférence piles AA)

Piles AA

• Résistance

Résistance

• Voltmètre

Voltmètre

Étapes

1. Connectez le voltmètre aux bornes de la borne : borne rouge sur cathode, noire sur anode.
2. Relevez la mesure à 1,500 V. La tension de charge du voltmètre dépend du type de batterie. Vous obtenez les lectures grâce à la tension à vide (VOC) sans charge.
3. Ajoutez la résistance à la batterie et reconnectez le voltmètre. Vous verrez une chute de tension due à la résistance interne.
4. Relevez la mesure à 1,446 V après ajout de la résistance. Comme il y a chute, la valeur est inférieure à la mesure initiale. Mesurez la résistance interne avec les valeurs VOC et tension sous charge (résistance).
5. Utilisez la loi des mailles de Kirchhoff et la loi d'Ohm. Calculez d'abord le courant circulant :

Où :

V = tension, R = résistance, I = courant, V_L = tension sous charge, R_L = valeur résistance.

Ensuite, loi des mailles pour calculer la tension aux bornes de la résistance interne (égale à la chute de tension) :

Où : V_OC = tension à vide, V_L = tension sous charge, V_I = tension aux bornes résistance interne.

Avec le courant et la chute de tension interne, utilisez la loi d'Ohm pour calculer la résistance interne :

Où : R_I = résistance interne.

La résistance interne de la pile AA est 0,149 Ω.

Comment la Résistance Interne Affecte Tension et Courant ?

Tension

La loi d'Ohm montre la relation entre courant, tension, résistance. Tension et résistance interne sont variables indépendantes. La variable dépendante (courant) est affectée par la résistance interne.

Quand la résistance interne augmente, le courant diminue. Quand elle diminue, le courant augmente. Courant et résistance interne sont inversément proportionnels (selon la loi d'Ohm). Sans cette loi, la tension diminue quand la résistance interne augmente.

Comment la Résistance Interne Affecte la Batterie ?

Batterie téléphone portable

Faible résistance interne = moins de problèmes pour délivrer les pics de puissance requis.

Haute lecture en mW = batterie meurt plus tôt. Pourquoi ? La batterie ne peut pas délivrer l'efficacité énergétique tout en stockant de l'énergie. Grande résistance interne nuit à la durée de vie et aux performances.

La Résistance Interne d'une Batterie Change-t-elle ?

Batterie morte

En vieillissant, la résistance interne augmente. La puissance disponible aux bornes diminue donc.

Pour des opérations fiables, surveillez la résistance interne avant qu'elle ne devienne trop élevée.

Composants Impactant la Résistance Interne

Deux composants principaux : résistance électronique et résistance ionique.

Résistance électronique : résistance de tous les matériaux de la batterie (composants internes, boîtiers métalliques) et leurs contacts. Effet visible immédiatement après connexion d'une charge.

Résistance ionique : résistance au flux de courant basée sur facteurs électrochimiques : mobilité ionique, surface d'électrode, conductivité de l'électrolyte.

Bilan

Mesurer la résistance interne est essentiel pour construire des circuits. Elle gouverne le fonctionnement de la batterie. Son état détermine si vous aurez une bonne ou mauvaise batterie.

Une résistance interne élevée cause surchauffe et mort prématurée. Utilisez vos mesures pour décider de changer vos batteries.

Des questions ? Contactez-nous, nous serons ravis de vous aider.