Strom & Spannung messen

Ein Spannungsmessgerät wird parallel zum Verbraucher geschaltet.
Ein Strommessgerät muss in Reihe mit dem zu messenden Bauteil geschaltet werden.


Spannungsmessung

Da in einer Parallelschaltung die gleiche Spannung an allen Bauteilen der Schaltung anliegt, wird zur Spannungsmessung ein Voltmeter V parallel zum untersuchenden Bauteil geschalten.

In eine Schaltung ist ein Voltmeter eingebaut. Es ist parallel zu der Lampe geschalten um die Spannung zu messen, die an ihr anliegt.

Somit ist die Spannung, die am Voltmeter anliegt genauso groß, wie die Spannung am Bauteil. Das Voltmeter zeigt diese Spannung an.

U_{Voltmeter} = U_{Lampe}UVoltmeter=ULampeU_{Voltmeter} = U_{Lampe}

Der Innenwiderstand des Voltmeters muss möglichst groß sein. Dadurch fließt nur ein sehr geringer Strom durch das Messgerät und der meiste weiterhin durch das Bauteil.

Stromstärkemessung

Die Stromstärke, die mehrere in Reihe geschaltene Bauteile durchfließt, ist an allen Stellen einer Reihenschaltung gleich. Deshalb wird ein Amperemeter A an einer beliebigen Stelle in Reihe zu dem zu untersuchenden Bauteil geschalten um die Stromstärke zu messen.

In eine einfache Schaltung ist ein Amperemeter eingebaut. Es ist in Reihe zu der Lampe geschalten um die Stromstärke zu messen, die durch sie hindurch fließt.

Somit ist die Stromstärke, die das Amperemeter durchfließt, genauso groß, wie die Stromstärke die durch das Bauteil fließt. Das Amperemeter zeigt die Stromstärke des Bauteils an.

I_{Amperemeter} = I_{Bauteil}IAmperemeter=IBauteilI_{Amperemeter} = I_{Bauteil}

Der Innenwiderstand des Amperemeters muss möglichst klein sein, damit nur ein kleiner Spannungsabfall am Messgerät stattfindet. Dadurch liegt die meiste Spannung nach wie vor am Bauteil an.


Beispiele

Stromstärke messen

Jan will in seiner Schaltung die Stromstärke messen. Die Schaltung besteht aus einer 9V-Batterie und einer Lampe.

  1. Welches Messgerät soll Jan benutzen, und wie muss er es in die Schaltung einbauen?
  2. Wo sollte er das Messgerät einbauen? Vor oder hinter der Lampe? Oder ist das egal?

Lösung

  1. Jan sollte dazu ein Amperemeter benutzen, welches er in Reihe zur Glühlampe schaltet.
  2. Es ist egal, ob er das Messgerät vor oder hinter der Lampe einbaut, da die Stromstärke in einer Reihenschaltung an jedem Punkt gleich groß ist.

Spannung messen

Nun will Jan auch noch wissen, welche Spannung an der Glühlampe anliegt.

  1. Welches Messgerät sollte Jan diesmal benutzen, und wie muss er es in die Schaltung einbauen?
  2. Für Fortgeschrittene: Welche Spannung wird das Messgerät anzeigen? Warum kann man das bei dieser Schaltung auch ohne Messung wissen?

Lösung

  1. Jan sollte diesmal ein Voltmeter benutzen, welches er parallel zur Glühlampe schaltet.
  2. Es wird ca. 9 V angezeigt. Das entspricht der Spannung der Batterie. Da sich die Gesamtspannung einer Schaltung aus allen Teilspannungen der Bauteile zusammensetzt, und man hier nur eine Lampe als Bauteil hat, müssen an der Lampe 9 V anliegen.
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