Cuando la corriente fluye desde una batería, ¿disminuye el voltaje?

El voltaje de la batería depende de la química de la celda en la que se basa. Por ejemplo, una celda de polímero de litio tiene un voltaje nominal de 3.7 V y el de una celda de plomo-ácido es 2V. Para las celdas que pertenecen a una química particular, el voltaje depende de muchos factores, el principal es la concentración del electrolito, los electrodos, etc. El aumento y la disminución de los voltajes de la celda durante la carga y la descarga se deben a los cambios en estos valores. Sin embargo, el número de electrones dentro de una batería no cambia en el funcionamiento normal, no importa qué. Aplicando la ley actual de Kirchhoff, pueden comprobarlo por ustedes mismos. Independientemente de su circuito y sus condiciones de funcionamiento, la corriente que sale de la batería debe ser igual a la corriente que ingresa. El voltaje solo cambia porque los químicos dentro de la celda se cambian ligeramente y no debido a un cambio en el número de electrones. Al llegar a la parte de calor, el calor generado en el circuito se compensa con la pérdida de energía potencial de la batería.

En general, la respuesta a su pregunta es "sí". Como han señalado otras respuestas, una batería tiene una resistencia efectiva. Esto se debe, en parte, al hecho de que la estructura interna tiene una resistencia intrínseca. Sin embargo, también refleja el hecho de que los iones en el electrolito, que están involucrados en la producción de energía, tienen una movilidad limitada, lo que limita la corriente disponible y reduce el voltaje de la batería bajo carga.

Sin embargo, solo para dificultarle la vida, es posible que aumente la tensión de la batería al aumentar la carga. Lo he visto. Es un efecto a largo plazo, y lo observé mientras realizaba pruebas de capacidad en un paquete de baterías de NiMH que se iba a usar en un disparo de misiles (suborbital). Al ejecutar la batería con una carga de corriente constante, observé que la tensión de salida aumentaba gradualmente con el tiempo. La causa fue el hecho de que la disipación de potencia interna produjo un aumento de temperatura en el paquete, y el voltaje de salida aumenta (todo lo demás es igual) con la temperatura. Después de correr durante un tiempo (la duración de la prueba se diseñó para agotar la batería en aproximadamente 45 minutos), el voltaje de salida bajo carga pesada fue en realidad mayor que la batería producida con carga ligera al comienzo de la prueba.

Era extraño, pero tenía sentido cuando me di cuenta de lo que estaba pasando.

Estrictamente hablando, las baterías son un medio para empujar electrones. No los usan.

Sin embargo, una batería también tiene una resistencia interna efectiva. Esta resistencia depende de varias cosas (química celular, temperatura, edad celular). Cuanto mayor sea la resistencia interna, más voltaje caerá internamente, y menor será la fuerza de la batería para empujar los electrones.

Esta referencia es una excelente lectura sobre el tema.

Los electrones no se agotan, simplemente dejan de migrar de un polo al otro porque la batería está agotada.

Imagina un receptor de doble extremo con un diafragma: La presión es el voltaje (Diafragma que empuja).

Tan pronto como abres la válvula, obtienes una corriente.

Abrir la válvula también bajará la presión.

Cuanto más abra la válvula, mayor será la corriente.

Cuando la corriente aumenta, la presión caerá.

Todo lo que sale regresa, nada se pierde (circuito cerrado).

La caída de voltaje comienza con un flujo de corriente a través de una pérdida resistiva. Este es el circuito equivalente. También puede ser un intercambio de carga entre múltiples capacitores internos Q = CV, cada uno con diferente ESR. Esta es la razón por la que el cortocircuito de una batería vuelve momentáneamente a un nivel de voltaje cargado mediante el intercambio de carga Q = CV entre varias capas de carga dieléctrica.

Actual es simplemente la tasa de cambio de cargos por segundo. I = dQ / dt

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Sí, todas las baterías tienen una resistencia en serie que provoca una caída de voltaje y la ESR es algo inversa a la capacidad y el voltaje mAh.

por ejemplo 3.7V 2600mAh Lipo puede tener de 5 a 50mOhm ESR
La batería de coche de 50Ah puede tener 700CCA o < 7 mOhm ESR @ 5V con 700A

Una batería física real, en particular una batería física real de plomo-ácido, tiene una capacidad significativa debido a la disposición, orientación, estructura de los elementos químicos.

La capacitancia significa que los electrones se "acumulan" y "se agotan" en la batería. Pero ... esto no es lo que una batería química "es": es una característica de lo que hace una implementación en particular. Para una discusión, lea primero sobre los capacitores, luego sobre las baterías.

Las baterías de plomo-ácido reales también presentan gradientes de concentración. Esto también es un fenómeno de "acumulación" y "agotamiento". Una vez más, esto no es "cómo funciona una batería", es "cómo funcionan las baterías reales que fabrican y venden las personas".