Zurück zum Menü 1 1.1.9 Strom messen Erste Fassung: 08.02.2009 |
Beim Messen von Strömen in einem Stromkreis sollte man einige Dinge beachten, damit das Mulitmeter oder gar ein Drehspulinstrument nicht beschädigt wird. Fangen wir also einmal an und bauen uns einen einfachen Stromkeis auf, der aus einer Flachbatterie und einem Fahrradlämpchen besteht:  Hier sehen wir, dass sich ein
Strom ergibt, der aus der Batterie
heraustritt, durch das
Lämpchen fließt und dann in die Batterie wieder hineinfließt.
Diese Stromrichtung nennt man "technische
Stromrichtung", denn in Wirklichkeit fließen die
Elektronen genau andersherum.
In technischen Geräten und in der allgemeinen Anwendung wird also stets die technische Stromrichtung benutzt, bei der der Strom vom Pluspol der Spannungsquelle zum Minuspol fließt. Um eine Strommessung durchführen zu können, müssen wir vorher wissen, wie groß etwa der Strom ist, den man messen will. Die meisten Multimeter haben zwei Bereiche für die Strommessung, nämlich für Ströme bis 200 Milliampere und dann noch einen für Ströme bis 10 oder 20 Ampere. Also müssen wir einmal vorher sehen, ob der zu messende Strom größer als die 10 bzw. 20 Ampere ist. In unserem Beispiel steht auf dem Sockel des Fahrradlämpchens ein Nennstrom drauf. In anderen Beispielen müssen wir einmal kurz versuchen, den Strom grob rechnerisch zu ermitteln. Sagen wir mal, wir hätten ein Fahrradlämpchen für den Scheinwerfer im Einsatz, dann sind oft Werte von etwa 100 bis 500 Milliampere draufgedruckt. Aha! Unser Fahrradlämpchen braucht also weniger als 20 bzw. 10 Ampere! Jetzt suchen wir und die Buchse des Multimeters, die mit 20 A bzw. 10 A beschriftet ist und stecken die rote Messstrippe hinein. Die schwarze Messstrippe kommt in die Buchse "COM". Nun müssen wir für eine einfache Strommessung den Stromkreis öffnen und das Messgerät einfügen. Ja, genau richtig! Der Stromkreis muss geöffnet werden und das Messgerät in Reihe in den Stromfluss eingefügt werden.  Wie wir nun sehen, fließt
der komplette Strom durch das Multimeter und kann somit gemessen
werden. Wenn der gemessene Strom nun kleiner als der andere
Messbereich (200 mA) ist, so können wir es wagen, die rote
Messstrippe auf die 200-mA-Buchse umzustecken.
 Bitte stecke das rote Kabel nur
in diese Buchse, wenn Du sicher bist,
dass auch weniger als 200 mA fließen.
Es ist zwar eine Feinsicherung im Mulitmeter eingebaut, aber es ist immer sehr ärgerlich, diese zu wechseln, denn nach neuesten Vorschriften dürfen Multimeter nur noch mit Werkzeug zu öffnen sein. Daher sind sie zumeist verschraubt, so dass man das Multimeter mit dem Schraubenzieher aufschrauben muss, um die Sicherung zu wechseln. Ebenso lästig ist es, die Batterie zu wechseln, denn auch hierzu muss das Multimeter aufgeschraubt werden. Daher immer daran denken, das Multimeter nach Gebrauch auszuschalten! (Batterien kosten übrigens auch Geld; sie müssen ja nicht unbedingt deswegen leer werden, weil man vergessen hat, ein Gerät auszuschalten.). So, nehmen wir weiterhin mal an, wir hätten nun 150 Milliampere gemessen. Zusammen mit der Spannung an der Lampe können wir nun errechnen, wieviel Leistung die Lampe aufnimmt. P = U x I
Es gibt aber noch eine weitere Möglichkeit, den Strom eines Stromkreises zu ermitteln. Das geht mit einer indirekten Messung. Bei dieser Messung wird der Strom nicht direkt gemessen, sondern eine Spannung, die an einem Messwiderstand abfällt. Ich möchte das einmal aufzeichnen, wie das Multimeter (jetzt als Spannungsmessgerät) und der Messwiderstand zusammengeschaltet werden:  Wie wir sehen, fließt der Lampenstrom durch den kleinen
Messwiderstand von 1 Ohm. Nach dem
Ohm'schen Gesetz fällt dann an dem Widerstand eine Spannung ab,
die dem Strom proportional
ist. Das heißt, je höher der
Strom, desto höher auch die Spannung, die an diesem Widerstand
abfällt.
Nehmen wir einmal an, es flössen weiterhin unsere 150 mA, dann würden an dem Widerstand auch 150 mV abfallen. Warum ?
, Nun:
U = R x I R = const. = 1 Ohm U = 1 Ohm x 150 mA ==> 150 mV Wenn wir hier nun also 150 mV
messen, so wissen wir, dass da ein Strom von ebenfalls 150 mA
fließt.
Der Vorteil dieser Messmethode ist, dass man Ströme in Spannungen umwandeln und dann weiter verarbeiten kann. So können z.B. Oszilloskope gar keine Ströme messen. Hier muss man immer über einen Messwiderstand gehen. Klar ist auch, dass der Messwiderstand sehr genau sein muss, denn je ungenauer der Wert des Widerstands ist, desto ungenauer wird unsere Messung. Abschließend ist noch zu berücksichtigen, wie viel Leistung in dem Messwiderstand in Wärme umgewandelt wird. Bei größeren Strömen ist das sehr wichtig, damit der Messwiderstand nicht durchbrennt. Hier rechnen wir ganz einfach in unserem Fall: P = U x I
P = 0,150 V x 0,150 A P = 0,39 Watt Also 390 Milliwatt. Der Widerstand muss in unserem
Fall also mindestens für eine Leitsung von 390 Milliwatt ausgelegt
sein, damit er nicht zerstört wird.
Experiment:  Versuche einmal, mit einem Controller wie z.B. der Picaxe einen Strom über den analogen Eingang zu messen. Hierzu genügt bereits eine Picaxe 08M.
Ich wünsche weiterhin frohes Basteln. Danke für dein
Interesse,
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