電池構造の基礎：セル、内部抵抗、接続性
電池という用語は類似成分の群を指します。軍事用語では砲群、電子工学ではより高電圧/電流を単一セル以上に提供するために組み合わされたボルタ電池群を意味します。
電気記号は意図的にシンプル：単一セルは平行な長線と短線、接続ワイヤー付きで表現。
電池記号はセル記号を直列に複数積み重ね、セルが直列接続され電圧加算されることを示唆。
前述の通り、セル電圧は化学系で固定され、物理サイズは公称電圧を変えません。より高い総電圧得るにはセル直列接続必須。電池出力電圧は個々セル電圧の和。例：標準自動車用鉛蓄電池は6個の2.0Vセル含み、公称12.0V出力。
自動車電池ではセルが単一ハードラバーケース共有。細いワイヤーでなく太い鉛バーでセル相互接続。各セル電極と電解質はケース内区画で隔離。大容量電池では電極が大型金属グリッド/プレートで、通称「プレート」と呼ばれます。
簡略化のため回路記号は通常4線（長/短交互）のみ表示。実際にはより多くのセル含有でも。稀に追加線で異常高電圧示す電池記号も。各線が個別セルプレート表現：
電池サイズが性能に与える影響
セルサイズは電圧に影響せず、内部抵抗に影響。大型セルは電極表面積大、電極-電解質間接触抵抗低減。低内部抵抗で負荷により大電流供給可能。
理論上セルは理想電圧源扱い。実践では全セルに内部抵抗あり、電流供給制限。以下例で説明：
点線図は0.2Ω内部抵抗の実電池が1Ω負荷駆動。理想電池（内部抵抗なし）なら10A（10V/1Ω）。実電池は内部抵抗制約で8.33Aのみ。短絡（0Ω負荷）なら理想源は無限大電流、実電池は50A（10V/0.2Ω）に制限。セル化学は依然10V供給だが、その一部が内部抵抗で降下し負荷利用可能端子電圧減少。
並列接続による内部抵抗低減
多くの用途で電池内部抵抗は負荷抵抗比で無視可能、性能は理想源近似。より低い全抵抗必要（大電流容量向上）なら、セル並列接続：
5個同一セル並列で、テブナン等価は単一2.0V源、内部抵抗単一セルの1/5。総電圧2.0V維持、各セルが負荷電流分担するため電流容量増大。
復習
- 電池は電圧/電流出力増大目的で組立てられたセル群。
- 直列接続（極性整列）でセル電圧加算。
- 物理セルサイズが内部抵抗低減、電流供給能力向上。
- 並列接続で等価内部抵抗低減、利用可能電流増大。
関連ワークシート
- 電池ワークシート
- テブナン、ノートン、最大電力移転定理ワークシート
産業技術