Strom- und Spannungsmessung

v(t)Physik · Anmeldungsdatum: 27.04.2020 Beiträge: 14 Wohnort: DD

Meine Frage:
Liebe Physikliebhaber,

ich habe eine Aufgabe bei der es um Amperemeter und Voltmeter geht.

"Welcher allgemeine Zusammenhang besteht zwischen Messbereichs-
erweiterung und den zugeschalteten Widerständen?"

leider habe ich noch nie etwas von Messwertbereichserweiteung gehört und wollte nachfragen ob jemand es mir erklären könnte.

Meine Ideen:
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Nobby1 · Anmeldungsdatum: 19.08.2019 Beiträge: 1549

Messbereichserweiterung

Nehmen wir an Du hast ein Messgerät , was 1 V messen kann. Du willst aber 100 V messen.
Also man kann nun einen Widerstandsspannungsteiler aufbauen, der aus zwei Widerständen 1 Ohm und 99 Ohm besteht. Das Voltmeter wird parallel dem 1 Ohm Widerstand geschaltet. Die Anzeige von Max. 1V entspricht dann 100 V. 1 A fliesst durch die Schaltung.

Genauso kann man Strommesser erweitern,in dem man eine Parallelschaltungen aufbaut.
1 A Messanzeige für 100 A .

Zu dem Strommesser wird in Reihe 9,9 ohm geschaltet und parallel dazu 0,1 Ohm
Man nennt das auch Shunt. Spannungsabfall 9,9 V.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

Nimm mal an, Du hast ein Amperemeter mit einem Messwerkwiderstand Rm, das bei einem Strom Im Vollausschlag zeigt. Bei höherem Strom würde das Messwerk zerstört. Wenn Du aber einen höheren Strom messen willst, musst Du den Messbereich erweitern, indem Du den überschüssigen Strom durch einen Parallelwiderstand Rp am Messwerk vorbei leitest. Die Frage ist, wie groß Rp sein muss, wenn der Messbereich von Im auf I erweitern willst. Dazu hilft die Stromteilerregel:

Nach Rp aufgelöst:

Analog gehst Du bei einem Spannungsmesser vor. Da muss die überschüssige Spannung an einem Vorwiderstand Rv abfallen. Zur Bestimmung von Rv verwendest Du die Spannungsteilerregel, da Vorwiderstand und Messwerkwiderstand in Reihe liegen. Versuch mal, den Vorwiderstand für einen Erweiterungsfaktor f zu berechnen.

GvC · Anmeldungsdatum: 07.05.2009 Beiträge: 14861

@Nobby1
Deine Erklärung ist nicht ganz richtig. Du scheinst zur Messbereichserweiterung zwei Widerstände verwenden zu wollen und lässt den Innenwiderstand des Messwerkes ganz außer Acht. Das geht so nicht. Zur Messbereichserweiterung benötigst Du einen Widerstand, den Du in Abhängigkeit vom Innenwiderstand des Messwerkes dimensionieren musst.

Nobby1 · Anmeldungsdatum: 19.08.2019 Beiträge: 1549

Das ist richtig. Kommt halt drauf an wie genau es sein soll. Innenwiderstände von Spannungsmessern sind Hochohmig, fallen also bei meiner Methode kaum ins Gewicht.
Bei Strommessern dem entsprechend Niederohmig.

Wenn Ri bekannt ist brauche ich nur einen zustäglichen Widerstand.