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Peter H.

28.11.2018,
11:54
 

Wie wird eigentlich der Strom genau gemessen? (Elektronik)

Hallo!

Ich wollte mal in Erfahrung bringen, welche Möglichkeiten es gibt, den Stromfluss bei AC, sowie auch DC zu messen. Wenn ich jetzt im Netz danach suche kommen nur so bullshit Informationen, dass man den Strom mit einem Multimeter oder Strommessgerät messen kann.. ...wie wenn das keiner wüsste?

Früher hat man ja den Stromfluss mit Hilfe eines Galvanometers gemessen - sprich der Strom floss einfach durch einen elektrischen Leiter (Draht) und das dadurch entstandene Magnetfeld bewegte eine Nadel, welche die Stärke des Stromes auf einer Skala anzeigte. Also im Endeffekt kann man mal die Stromstärke über das Magnetfeld ermitteln!

Gibts da noch andere Möglichkeiten und wie funktioniert das bei digitalen Messgeräten, auch so??

LG!

Peter H.

29.11.2018,
09:28

@ cmyk61

Wie wird eigentlich der Strom genau gemessen?

» Hallo
»
» Mit Drehspulinstrumenten zB. In einem Magnetfeld wird ein Zeiger fest an
» eine drehbar gelagerte Spule montiert.
» Sobald ein Strom durch diese Spule hindurch fließt, baut der el. Strom
» seinerseits ein Magnetfeld auf. Dieses Magnetfeld wiederum wechselwirkt mit
» dem Magnetfeld des Permanentmagneten welcher fest (und um die Spule herum)
» montiert ist. Da das Magnetfeld des Permanentmagneten unbeweglich ist, wird
» sich die Spule mit dem Zeiger daran drehen. Kalibrieren kann man diese
» Anordnung dann zB mit einer Primärzelle (Verweis auf die el.chemische
» Spannungsreihe) als Vergleichsgröße. Auf einer Skala wird dann passend die
» Spannung angezeichnet (und Zwischenwerte kann man ja ausrechnen).
» https://www.youtube.com/watch?v=HzbFgmdYJCo
»
» Auf YT gibt es viele spannender Videos in denen technische Zusammenhänge
» erklärt werden.
»
» Ohne Witz: ich empfehle gerne das "Große Mammutbuch der Technik" von David
» McAulay.
» Angeblich für Kinder, so werden dort viele Details erklärt, deren
» Funktionen meist im Dunkeln bleiben - auch für uns "alte Knochen".
» https://www.amazon.de/Das-neue-gro%C3%9Fe-Mammut-Buch-Technik/dp/3831030723/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1543475084&sr=1-1&keywords=das+gro%C3%9Fe+mammutbuch+der+technik
» Ist auch als Geschenk prima geeignet...
»
» Gruß
» Ralf
»
» p.s. nö, ich bekomme leider keine Bezahlung für diese Empfehlung ;-)
»
» » »
» » » bei digitalen Messgeräten (aber auch bei Drehspulinstrumenten) lässt
» man
» » » den Strom durch einen Shunt fliesen und misst die Spannung die an dem
» » Shunt
» » » abfällt.
» »
» » OK, und wie wird die Spannung gemessen?
» »
» » Soweit ich es verstehe kann man die Spannung ja wiederrum nur über den
» » Strom messen, oder? Außer vielleicht Hochspannung, da könnte man direkt
» mit
» » elektrischen Feldern arbeiten?

Danke für die Empfehlung!!

cmyk61(R)

E-Mail

Edenkoben, Rheinland Pfalz,
29.11.2018,
08:05
(editiert von cmyk61
am 29.11.2018 um 08:08)


@ Peter H.

Wie wird eigentlich der Strom genau gemessen?

Hallo

Mit Drehspulinstrumenten zB. In einem Magnetfeld wird ein Zeiger fest an eine drehbar gelagerte Spule montiert.
Sobald ein Strom durch diese Spule hindurch fließt, baut der el. Strom seinerseits ein Magnetfeld auf. Dieses Magnetfeld wiederum wechselwirkt mit dem Magnetfeld des Permanentmagneten welcher fest (und um die Spule herum) montiert ist. Da das Magnetfeld des Permanentmagneten unbeweglich ist, wird sich die Spule mit dem Zeiger daran drehen. Kalibrieren kann man diese Anordnung dann zB mit einer Primärzelle (Verweis auf die el.chemische Spannungsreihe) als Vergleichsgröße. Auf einer Skala wird dann passend die Spannung angezeichnet (und Zwischenwerte kann man ja ausrechnen).
https://www.youtube.com/watch?v=HzbFgmdYJCo

Auf YT gibt es viele spannender Videos in denen technische Zusammenhänge erklärt werden.

Ohne Witz: ich empfehle gerne das "Große Mammutbuch der Technik" von David McAulay.
Angeblich für Kinder, so werden dort viele Details erklärt, deren Funktionen meist im Dunkeln bleiben - auch für uns "alte Knochen".
https://www.amazon.de/Das-neue-gro%C3%9Fe-Mammut-Buch-Technik/dp/3831030723/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1543475084&sr=1-1&keywords=das+gro%C3%9Fe+mammutbuch+der+technik
Ist auch als Geschenk prima geeignet...

Gruß
Ralf

p.s. nö, ich bekomme leider keine Bezahlung für diese Empfehlung ;-)

» »
» » bei digitalen Messgeräten (aber auch bei Drehspulinstrumenten) lässt man
» » den Strom durch einen Shunt fliesen und misst die Spannung die an dem
» Shunt
» » abfällt.
»
» OK, und wie wird die Spannung gemessen?
»
» Soweit ich es verstehe kann man die Spannung ja wiederrum nur über den
» Strom messen, oder? Außer vielleicht Hochspannung, da könnte man direkt mit
» elektrischen Feldern arbeiten?

xy(R)

E-Mail

28.11.2018,
21:45
(editiert von xy
am 28.11.2018 um 21:46)


@ Peter H.

Wie wird eigentlich der Strom genau gemessen?

» OK, und wie wird die Spannung gemessen?

Die DMM machens so:

https://de.wikipedia.org/wiki/Digitale_Messtechnik#ADU_mit_der_Zwischengr%C3%B6%C3%9Fe_Zeit

https://en.wikipedia.org/wiki/Integrating_ADC

Peter H.

28.11.2018,
21:43

@ Hartwig

Wie wird eigentlich der Strom genau gemessen?

» Hallo
» »
» » Soweit ich es verstehe kann man die Spannung ja wiederrum nur über den
» » Strom messen, oder? Außer vielleicht Hochspannung, da könnte man direkt
» mit
» » elektrischen Feldern arbeiten?
» Es geht doch auch mit einem Spannungsvergleich: Besteht zwischen einer
» Spannungsreferenz und der zu messenden Spannung bei gleichem
» Bezugspotenzial keine Differenz (keine Differenzspannung = kein noch so
» kleine Ausgleichsstrom) - dann entspricht die unbekannte Spannung der
» Referenzspannung. Das kennen wir auch als Brückenschaltung. Und der
» Knackpunkt ist - das kein Strom (also 0 ,000000... A) zu messen ist ;-))
» Und bei einem OPV mit FET / MOSFET-Eingang erfolgt die Ansteuerung auch
» stromlos - was wohl der Fall in den meisten DMMs ist.
»
» Aber es gibt natürlich viele Vorgänge in der Physik, in denen der Strom
» eine wesentliche Rolle spielt. Und viele (theoretisch alle) dieser Vorgänge
» wären mehr oder weniger geeignet, um den Strom zu ermitteln, sofern die
» restlichen Parameter bekannt sind. Also Ladung eines Kondensators,
» galvanische Prozesse, Wärmeentwicklung etc.
»
» Grüße
» Hartwig

OK, sehr interessant - dann danke ich für die ausführliche Antwort!

Hartwig(R)

28.11.2018,
18:04

@ Peter H.

Wie wird eigentlich der Strom genau gemessen?

Hallo
»
» Soweit ich es verstehe kann man die Spannung ja wiederrum nur über den
» Strom messen, oder? Außer vielleicht Hochspannung, da könnte man direkt mit
» elektrischen Feldern arbeiten?
Es geht doch auch mit einem Spannungsvergleich: Besteht zwischen einer Spannungsreferenz und der zu messenden Spannung bei gleichem Bezugspotenzial keine Differenz (keine Differenzspannung = kein noch so kleine Ausgleichsstrom) - dann entspricht die unbekannte Spannung der Referenzspannung. Das kennen wir auch als Brückenschaltung. Und der Knackpunkt ist - das kein Strom (also 0 ,000000... A) zu messen ist ;-))
Und bei einem OPV mit FET / MOSFET-Eingang erfolgt die Ansteuerung auch stromlos - was wohl der Fall in den meisten DMMs ist.

Aber es gibt natürlich viele Vorgänge in der Physik, in denen der Strom eine wesentliche Rolle spielt. Und viele (theoretisch alle) dieser Vorgänge wären mehr oder weniger geeignet, um den Strom zu ermitteln, sofern die restlichen Parameter bekannt sind. Also Ladung eines Kondensators, galvanische Prozesse, Wärmeentwicklung etc.

Grüße
Hartwig

Peter H.

28.11.2018,
17:46

@ cmyk61

Wie wird eigentlich der Strom genau gemessen?

» Hallo,
»
» bei digitalen Messgeräten (aber auch bei Drehspulinstrumenten) lässt man
» den Strom durch einen Shunt fliesen und misst die Spannung die an dem Shunt
» abfällt.

OK, und wie wird die Spannung gemessen?

Soweit ich es verstehe kann man die Spannung ja wiederrum nur über den Strom messen, oder? Außer vielleicht Hochspannung, da könnte man direkt mit elektrischen Feldern arbeiten?

Peter H.

28.11.2018,
17:44

@ bigdie

Wie wird eigentlich der Strom genau gemessen?

» Naja die Magnetfeldmethode gibt es auch noch bei Zangenamperemetern. Da
» gibt es welche, die AC und auch DC messen können. Ist nur in der Regel
» nicht so genau. Gerade bei DC wirken dann halt auch andere Magnetfelder
» z.B. auch das Erdmagnetfeld.

... das könnte erklären, warum ich bei DC-Messungen immer zuerst auf "zero" drücken muss, bevor ich messe... interessant.

bigdie(R)

28.11.2018,
14:36

@ cmyk61

Wie wird eigentlich der Strom genau gemessen?

Naja die Magnetfeldmethode gibt es auch noch bei Zangenamperemetern. Da gibt es welche, die AC und auch DC messen können. Ist nur in der Regel nicht so genau. Gerade bei DC wirken dann halt auch andere Magnetfelder z.B. auch das Erdmagnetfeld.

cmyk61(R)

E-Mail

Edenkoben, Rheinland Pfalz,
28.11.2018,
13:00

@ Peter H.

Wie wird eigentlich der Strom genau gemessen?

Hallo,

bei digitalen Messgeräten (aber auch bei Drehspulinstrumenten) lässt man den Strom durch einen Shunt fliesen und misst die Spannung die an dem Shunt abfällt.
Durch geschickte Wahl des Shunts kann man dann den Strom direkt ohne großes Umrechnen ablesen (ggf das Komma versetzen) da U = R * I
Kleinere Ströme erfordern einen etwas anderen Aufwand - in der Regel jedoch auch hier mittels Shunt.

Gruß
Ralf


»
» Ich wollte mal in Erfahrung bringen, welche Möglichkeiten es gibt, den
» Stromfluss bei AC, sowie auch DC zu messen. Wenn ich jetzt im Netz danach
» suche kommen nur so bullshit Informationen, dass man den Strom mit einem
» Multimeter oder Strommessgerät messen kann.. ...wie wenn das keiner
» wüsste?
»
» Früher hat man ja den Stromfluss mit Hilfe eines Galvanometers gemessen -
» sprich der Strom floss einfach durch einen elektrischen Leiter (Draht) und
» das dadurch entstandene Magnetfeld bewegte eine Nadel, welche die Stärke
» des Stromes auf einer Skala anzeigte. Also im Endeffekt kann man mal die
» Stromstärke über das Magnetfeld ermitteln!
»
» Gibts da noch andere Möglichkeiten und wie funktioniert das bei digitalen
» Messgeräten, auch so??
»
» LG!