Kleine Strom Ströme messen
Hallo , ich habe mal eine Frage : Angenommen man hat jetzt sehr sehr kleine Strom Ströme und will die so genau wie möglich messen , wie macht man das ? Material und so sind erstmal egal , nur Theoretisch. Vielen Dank für eure Antworten :D Lg
7 Antworten
Je nach dem wie klein Du werden willst:
Messgeräte benutzen einen bekannten Effekt um den Strom zu ermitteln.
Das Problem ist mit einem normalen Widerstand steigt der Spannungsfall. Man kann nun einen kleinen Widerstand nehmen und den Spannungsfall verstärken. aber es wird immer ungenauer.
Andere Prinzipien sind Hallsensor oder die Strommesszange. Aber je kleiner die Ströme werden umso schwerer wird das genaue Messen...
eigentlich gibt es nur 2 Möglichkeiten ströme zu messen...
entweder über einen widerstand (shunt), hier wird der Strom über einen definierten widerstand geschickt. dabei verliert er auf dem weg je nach stärke eine bestimmte Spannung. diesen Verlust kann man messen und daraus den Strom errechnen. das entsprechende Messerzeug (meist ein Multimeter) erledigt diese Umrechnung...
die shuntmessung steht vor einem kleinen dilemma: ist der widerstand groß, geht bei der messung viel Spannung verloren. dafür ist das ergebis, gerade bei kleineren strömen um so genauer. bei kleinen shuntwiderständen fällt natürlich weniger spannung ab. daür ist aber der spannungsverlust im kreis geringer.
shuntmessungen daher sollte der shuntwiderstand passend gewählt werden. bei hohen spannungen größere widerstände. was sind schon 2 volt von 230 ? und für das messen großer ströme bei kleiner spannung kleinere widerstände...
die 2. möglichleit ist das magnetische feld. das beim stromfluss unweigerlich ensteht, zu messen. das kann entweder direkt geschehen z.b. in dem man den strom durch die spule eines mit einer feder belasteten messgertes jagt, oder man kann es auch in einem messwandler (spule um einen stromdurchflossenen leiter) erfassen. das so genannte messwandlerprinzip funktioniert aber zuverlässig nur bei wechselströmen. hier gibt es aber auch eine alternative. den sogenannten hallefektsensor. mit ihm kann man auch das magentfeld nicht pulsiernder gleichströme messen...
lg, anna
Um einen STrom zu messen muss man einen Shunt benutzen. Das ist ein WIderstand den man in den Stromweg einbaut. Der Strom erzeugt einen Spannungsfall den man dann messen kann.
Je kleiner der Strom, desto empfindlicher muß das Meßgerät sein oder je hochohmiger muß der Shunt sein. Aber je größer der Shunt, desto mehr beeinflusst das die Schaltung.
Ein gewöhnliches Multimeter basiert auf einem sogenannten "Panelmeter" dass zwischen -200mV und +200mV messen kann. Alle Strom und SPannungsbereiche müssen durch zuschalten von Shunts oder Spannungsteilern bewerkstelligt werden.
Möchte man sehr kleine STröme messen, kann man einen Transistor dazwischen schalten. Der Meßstrom fließt dabei durch die Basis und durch die Gleichstromverstärkung erzeugt der Transistor einen Kollektorstrom der proportional ist und viel höher ist. Hat der Transistor einen Verstärkungsfaktor von 1000 (extrem empfindlich), dann kann man 1000x kleine Ströme messen, hier also ganz runter in den µA Bereich oder gar nA Bereich gehen.
Im 20A Meßbereich ist der Shunt genau 0,01 Ohm. Bei den vollen 20A fallen also 200mV ab.
Im 20mA Meßbereich hat man schon 10 Ohm als Shunt!
Je geringer die zu messenden Größen sind, desto höherohmig muß das Messinstrument sein. Mit Analogmultimeterbeginnt es, Digitalmultimeter sind die nächste Stufe. Je höherohmig das Instrument desto genauer die Messung, weil die gemessene Quelle weniger belastet wird.
Für jede Strommessung gibt es grundsätzlich 3 Möglichkeiten und das sind:
Strommessung mit einem (Milli-)Amperemetern. Dazu muss allerdings der Stromkreis aufgetrennt werden, das das Messgerät in Serie zum Stromweg zu schalten ist. Digitale Geräte der nicht allzubilligsten Kategorie haben meist einen kleinsten Messbereich Endwert von 20mA.
Spannungsmessung über einen Referenzwiderstand im Stromweg, allgemein auch als Shunt-Messung bezeichnet. Dazu muss der genaue Widerstand bekannt sein und über die Ohmsche Beziehung lässt sich aus der gemessenen Spannung der Strom errechnen.
Dann gibt es noch die Messung mit einer Stromzange (Zangenamperemeter). Diese Methode eignet sich am besten für Wechselstrom und dazu muss man die Möglichkeit haben eine stromdurchflossene Ader mit der Zange umschließen können.
Das ist völlig daneben! Denn Ströme misst man mit einem Shunt. Und je mehr Widerstand der hat, desto stärker beeinflusst der die Schaltung!
Und mit analog und digital hat das rein gar nichts zu tun!