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 das Messen von Spannungen an Widerständen beschränken und den Strom berechnen, wie im Praktikum Spannungen messen beschrieben.
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 Steckboard 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: Achtung Strom messen
- Einsteiger messen nur an Schaltungen mit Sicherung, unter 24V und 500mA.
- Bei der Messung von Strömen über 500mA geeignete Messleitungen und Anschlüsse zu wählen.
-
Wenn jetzt ein Fehler übersehen wurde, kann es zu spät sein:
Das Messgerät ist beschädigt bzw. eine teure Sicherung ist durchgebrannt.
Rums
Wer die letzten beiden Punkte nicht konsequent durchführt, wird seine Nachlässigkeit irgendwann teuer bezahlen.
Im Glauben, das Gerät sei auf Spannungsmessung geschaltet, wollen wir die Spannung einer Stromversorgung messen. Wir verursachen jedoch einen Kurzschluss.
Ströme in Parallelschaltungen messen
Im Praktikum Parallelschaltung haben wir einige Fälle behandelt, in denen Strommessungen nützlich sein können.
Formeln ?
Wir wenden hier einige Formeln an, die nicht näher erläutert werden.
- Sie werden im Praktikum Spannung und Strom eingehender behandelt.
- Hier werden wir mit unseren Messungen belegen, dass sie korrekt sind.
- Natürlich nur im Rahmen der Genauigkeit der Messgeräte und Bauelemente.
- Diese Schaltung entspricht dem obigen Beispiel.
- Wir messen den Strom und notieren ihn (ca. 2mA).
- Wir messen die Spannung U1 am Widerstand R1 und berechnen den Strom mit
I1 = U1 / R1
- Dies sollte ungefähr den Strom ergeben, den wir gemessen haben.
- 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.
- Interessant sind die Ströme durch die Widerstände R1 und R2.
- Theoretisch sollten die Werte gleich sein. Wenn wir Abweichungen messen, liegt das an der Ungenauigkeit der Widerstände.
- Interessant sind die Ströme durch die LEDs.
- 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, ist der Strom durch die beiden LEDs ungefähr gleich (um 10%). Meistens sind die Unterschiede erheblich.
- Berechnen des Gesamtstroms
I4 = I3 + I4
- Auch hier sind Abweichungen normal, da das Amperemeter nicht ganz 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 I9.
- Die Summe
I7 = I8 + I9
sollte sich ergeben.
- 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 einigermaßen mit den gemessenen überein? 10% Abweichung sind möglich.
Regeln: Strom messen
- Das Messen von Strömen ist aufwendig.
- Um Ströme zu messen, müssen die Leitungen, deren Ströme gemessen werden sollen, unterbrochen werden.
- Das Messen von Strömen kann zur Beschädigung des Messgeräts und der Schaltung führen.
- Wenn irgend möglich, sollten Ströme indirekt über Spannungen an Widerständen bestimmt werden.
I = U / R
- Das Tool Ohm erledigt das.