Übersicht über 5 gängige Techniken zur Messung von elektrischem Strom, von Amperemetern bis Halleffekt-Sensoren, und Tipps zur Auswahl des richtigen Instruments.
5 gängige Techniken zur Messung von elektrischem Strom
Elektrischer Strom ist eine grundlegende Größe in der Elektrotechnik. Die genaue Messung von Strom ist essentiell, um die Funktionsweise und Sicherheit elektronischer Geräte zu gewährleisten. Es gibt verschiedene Methoden zur Messung des elektrischen Stroms, abhängig von der Anwendung, Genauigkeitsanforderungen und anderen Faktoren. In diesem Artikel werden die fünf gängigsten Techniken zur Messung von elektrischem Strom vorgestellt.
1. Amperemeter
Ein Amperemeter ist ein Messinstrument, das direkt in den Stromkreis eingebaut wird, um den durchfließenden Strom zu messen. Es gibt verschiedene Arten von Amperemetern, wie z.B. analoge und digitale Amperemeter. Analoge Amperemeter arbeiten häufig mit einem Drehspulmesswerk, bei dem eine Spule in einem Magnetfeld platziert wird. Der durch die Spule fließende Strom erzeugt ein Magnetfeld, welches eine Kraft auf die Spule ausübt und diese dreht. Die Drehung der Spule wird durch ein Zeigerinstrument angezeigt, welches den gemessenen Stromwert darstellt.
2. Stromwandler
Stromwandler werden häufig in industriellen Anwendungen verwendet, um hohe Ströme indirekt zu messen. Ein Stromwandler besteht aus einer Primär- und einer Sekundärwicklung. Der zu messende hohe Strom fließt durch die Primärwicklung, und ein proportionaler, aber viel kleinerer Strom fließt durch die Sekundärwicklung. Dieser kleinere Strom kann dann mit einem Standard-Amperemeter gemessen werden. Dieses Prinzip ermöglicht die Messung von sehr hohen Strömen ohne direkten Kontakt mit dem Hauptstromkreis.
3. Rogowski-Spule
Die Rogowski-Spule ist ein ringförmiges, luftgefülltes Messinstrument, das zur Messung von Wechselströmen verwendet wird. Sie wird um einen Leiter gelegt, durch den der Strom fließt. Die Änderung des Magnetfelds durch den Wechselstrom induziert eine Spannung in der Spule. Diese Spannung kann dann gemessen und zur Bestimmung des Stroms verwendet werden.
4. Shunt-Widerstand
Ein Shunt-Widerstand ist ein präziser niederohmiger Widerstand, der in Parallel zu einem Strompfad geschaltet wird. Der durch den Shunt fließende Strom ist proportional zum Gesamtstrom, wobei der Proportionalitätsfaktor dem Verhältnis des Shunt-Widerstands zum Gesamtwiderstand entspricht. Die über dem Shunt abfallende Spannung kann gemessen und zur Berechnung des Stroms verwendet werden.
5. Halleffekt-Sensoren
Halleffekt-Sensoren messen den Strom durch die Detektion des Magnetfelds, das durch den Strom erzeugt wird. Wenn ein Leiter von Strom durchflossen wird, erzeugt er ein Magnetfeld. Ein Halleffekt-Sensor platziert in der Nähe dieses Leiters kann dieses Magnetfeld detektieren und in ein elektrisches Signal umwandeln, das proportional zum durchfließenden Strom ist.
Die Auswahl der geeigneten Technik hängt von vielen Faktoren ab, darunter die Art des zu messenden Stroms (Gleichstrom vs. Wechselstrom), die benötigte Genauigkeit, die Umgebungsbedingungen und spezielle Anwendungsanforderungen.
Zusätzliche Überlegungen bei der Auswahl von Strommessgeräten
Bei der Auswahl eines geeigneten Instruments zur Strommessung sollten mehrere Faktoren berücksichtigt werden. Zunächst sollte die Art des zu messenden Stroms berücksichtigt werden. Einige Geräte eignen sich besser für die Messung von Gleichstrom (DC), während andere für Wechselstrom (AC) optimiert sind. Ebenso sind die Stromstärke und die erforderliche Messgenauigkeit entscheidend. Einige Anwendungen erfordern äußerst präzise Messungen, während andere weniger genaue Messungen zulassen.
Die physische Größe und das Design des Messgeräts können ebenfalls eine Rolle spielen, insbesondere in beengten Umgebungen oder bei mobilen Anwendungen. Zu guter Letzt sollte die Robustheit des Geräts in Betracht gezogen werden, besonders wenn es in rauen, industriellen oder im Freien liegenden Umgebungen eingesetzt wird.
Schlussfolgerung
Die Messung von elektrischem Strom ist ein kritischer Aspekt in der Elektrotechnik und Elektronik. Obwohl es verschiedene Techniken und Instrumente zur Strommessung gibt, hat jede Methode ihre eigenen Vor- und Nachteile. Die Auswahl des am besten geeigneten Instruments hängt stark von der spezifischen Anwendung und den Anforderungen des Benutzers ab. Durch ein besseres Verständnis dieser gängigen Techniken können Techniker und Ingenieure die beste Entscheidung für ihre speziellen Messanforderungen treffen. Ob es sich um einfache tägliche Messungen oder um spezialisierte industrielle Anwendungen handelt, die richtige Auswahl und Anwendung von Strommessgeräten ist entscheidend für genaue und zuverlässige Ergebnisse.
