Ströme messen
Das Messen von Strömen ist umständlich. Dadurch kann sowohl die Schaltung als auch das Messgerät beschädigt werden.
Wenn irgend möglich, sollten wir uns auf die Messung von Spannungen an Widerständen beschränken und wie im Praktikum Spannungen messen beschrieben, den Strom berechnen.
Beispiel:
Ströme fließen in Leitungen und durch Bauelemente. Um den Strom messen zu können, müssen wir die Leitung, in der wir den Strom messen wollen, auftrennen.
Wir haben die Leitung von der Kathode der LED1 zu Minus der Stromversorgung aufgetrennt und das Amperemeter eingeschaltet.
Das Auftrennen einer Leitung auf einem Steckbrett ist natürlich einfach. Die meisten elektronischen Schaltungen sind jedoch auf Platinen aufgebaut. Dann gestaltet sich das Auftrennen wesentlich schwieriger, wenn nicht gar unmöglich.
Wir müssen beachten, dass das Messgerät durch zu hohe Ströme zerstört werden kann. Zumindest kann eine Schmelzsicherung durchbrennen (und die kostet ein paar Euro).
Regeln
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Wenn jetzt ein Fehler übersehen wurde, ist möglicherweise alles zu spät:
Das Messgerät ist beschädigt bzw. eine teure Sicherung durchgebrannt.
Wer die letzten vier Punkte nicht konsequent durchführt, wird seine Nachlässigkeit irgend wann teuer bezahlen. In dem Glauben, das Gerät sei auf Spannungsmessung geschaltet, wollen wir die Spannung einer Stromversorgung messen. Wir verursachen aber einen Kurzschluss.
Rums
Ströme in Parallelschaltungen messen
Im Praktikum Parallelschaltung haben wir einige Fälle behandelt, in denen Strommessungen sinnvoll sein können.
Bild 2: Parallelschaltungen mit LEDs
- Diese Schaltung entspricht dem obigen Beispiel.
- Wir messen den Strom und notieren ihn (um 2mA).
- Wir messen die Spannung U1 am Widerstand R1 und berechnen den Strom mit
I1 = U1 / R1
- Das sollte in etwa den Strom unserer Strommessung ergeben.
- Natürlich weichen die Werte ab: der Widerstand ist nicht genau. 10% können vorkommen.
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Vergessen von Strom- auf Spannungsmessung umzuschalten?
Dann ist mit ziemlicher Sicherheit die LED defekt.
- Interessant sind die Ströme durch die Widerstände R1 und R2.
- Die Werte sollten theoretisch gleich sein. Wenn wir Abweichungen messen liegt es an der Ungenauigkeit der Widerstände.
- Die Ströme durch die LEDs ist interessant.
- Durch die grüne LED fließt ein sehr kleiner Strom, wenn er überhaupt messbar ist.
- Ersetzen wir die grüne LED durch eine zweite rote, wird es interessant. Nur, wenn wir Glück haben, wird der Strom durch die beiden LEDs etwa gleich (um 10%) groß sein. Meistens gibt es erhebliche Abweichungen. In unserer Schaltung sind die Ströme gering und es hat keine Folgen. Bei Leistungs-LEDs kann das zum Ausfall einer LED und dann der zweiten führen.
- Berechnen des Gesamtstroms
I4 = I3 + I4
- Wieder sind Abweichungen normal, weil das Amperemeter nicht völlig genau ist. In der Regel sind Amperemeter ungenauer als Voltmeter. => in der Bedienungsanleitung nachlesen.
- sind eine gute Übung.
- Wir messen die Ströme I7, I8 und I8.
- Die Summe
I7 = I8 + I9
sollte hinkommen.
- In dieser Schaltung können wir die Ströme auch indirekt bestimmen:
- Wir messen die Spannungen U7 und U8 und rechnen:
I7 = U7 / R7
I8 = U8 / R8
I9 = I7 - I8
Stimmen die berechneten Werte mit den gemessenen einigermaßen überein? 10% Abweichung können vorkommen.
Regeln
- Das Messen von Strömen ist aufwändig.
- Das Messen von Strömen kann zur Beschädigung von Messgerät und Schaltung führen.
- Wenn irgend möglich, sollten Ströme indirekt über Spannungen an Widerständen bestimmt werden.