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Praktische Elektronik


Wir messen Ströme in Schaltungen.


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Ströme messen

Spannung, Strom, Polarität

Inhalt


Ströme messen

Attention attention 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:

Reihenschaltungen_mit_LED_1.png
Bild 1: Reihenschaltung von Widerstand und LED

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.

Strommessung.png
Bild 2: Messen des Stroms durch eine LED

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

  • Anfänger messen nur an Schaltungen mit Sicherung, unter 24V und 500mA.
1.
Vor dem Messen von Strom als erstes den Kopf einschalten.
2.
Ist die zu messende Schaltung mit einer Sicherung versehen?
3.
Die zu messende Schaltung ausschalten.
4.
Die Leitung für den zu messenden Strom auftrennen.
5.
Am Messgerät die Anschlusskabel an die Buchsen Com und A bzw mA/µA anschließen.
6.
Die Messart am Messgerät und den Messbereich wählen.
7.
Die Messleitungen in die aufgetrennte Leitung anschließen.
  • Beim Messen von Strömen über 500mA sind geeignete Prüfleitungen und Anschlüsse zu wählen.
8.
Überprüfen, ob alles korrekt ist.
9.
Die Stromversorgung der Schaltung einschalten.
  • Wenn jetzt ein Fehler übersehen wurde, ist möglicherweise alles zu spät:
    Das Messgerät ist beschädigt bzw. eine teure Sicherung durchgebrannt.
10.
Den Wert ablesen und notieren.
11.
Die Stromversorgung der Schaltung ausschalten.
12.
Die Messleitungen aus der Schaltung entfernen.
13.
Das Messgerät auf Spannungsmessung stellen.
14.
Die Messleitungen lösen oder in die Buchsen für Spannungsmessung stecken.
Attention attention 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.

Parallelschaltungen_mit_LED_1.png Parallelschaltungen_mit_LED_2.png Parallelschaltungen_mit_LED_3.png Parallelschaltungen_mit_LED_4.png Parallelschaltungen_mit_LED_5.png Parallelschaltungen_mit_LED_6.png

Bild 2: Parallelschaltungen mit LEDs

1.
Strom in Schaltung 1 messen.
  • 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.
  • Vergessen von Strom- auf Spannungsmessung umzuschalten?
    Dann ist mit ziemlicher Sicherheit die LED defekt.
2.
Ströme in Schaltung 2 messen.
  • 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.
3.
Ströme in Schaltung 3 messen.
  • 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.
4.
Schaltungen 4 und 5
  • sind eine gute Übung.
5.
Schaltung 6
  • 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.
  • Zum Messen von Strömen müssen die Leitungen, deren Ströme gemessen werden sollen, aufgetrennt werden.
  • Das Messen von Strömen kann zur Beschädigung von Messgerät und Schaltung führen.
  • Wenn irgend möglich, sollten Ströme indirekt über Spannungen an Widerständen bestimmt werden.