Ammeter und Voltmeter
Was ist ein Amperemeter?
Ein Amperemeter, auch Ammeter genannt, ist ein Instrument zur Messung elektrischer Ströme. Um den Stromfluss in einem Draht zu messen, muss man in der Regel den Draht unterbrechen und das Ammeter so einfügen, dass der zu messende Strom durch das Messgerät fließt. Das Funktionsprinzip von Amperemetern basiert auf der Wechselwirkung zwischen einem elektrischen Strom und einem Magnetfeld. Amperemeter werden typischerweise als Geräte mit geringem Widerstand konzipiert und in Serie zum gemessenen Stromkreis geschaltet. Es gibt analoge und digitale Amperemeter zur Messung des elektrischen Stroms.
Beispiele für Strommessungen mit Amperemetern:
- Hausstromkreise: Der typische Stromfluss in einem Hausstromkreis in den USA beträgt 15-20 Ampere.
- Autostromkreise: Der Stromfluss durch die Batterie oder den Generator eines Autos beträgt typischerweise 50-150 Ampere.
- Kleine Elektronik: Der Stromfluss durch das Netzteil eines kleinen elektronischen Geräts, wie z.B. eines Handys oder Laptops, liegt typischerweise bei 0,1-1 Ampere.
Was ist ein Voltmeter?
Voltmeter sind Instrumente zur Messung der elektrischen Spannungsdifferenz zwischen zwei Punkten in einem elektrischen Schaltkreis. Um die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten im Schaltkreis zu finden, werden die Voltmeteranschlüsse zwischen diesen Punkten angeschlossen, ohne den Draht zu unterbrechen. Die Formel lautet: ΔV = Va – Vb.
Arten von Voltmetern:
- Permanentmagnet-Bewegungsspulenvoltmeter – PMMC
- Bewegungseisenvoltmeter
- Digitalvoltmeter – DVM
- Elektrodynamometer
- Gleichrichtertyp-Voltmeter
- Induktionstyp-Voltmeter
- Elektrostatischer Typ-Voltmeter
Ammeter-Voltmeter-Methode zur Widerstandsmessung
Die Ammeter-Voltmeter-Methode ist eine Technik zur Messung des Widerstands einer elektrischen Komponente. Dabei werden ein Ammeter und ein Voltmeter in einem Schaltkreis mit der zu messenden Komponente verwendet.
Schritte zur Widerstandsmessung:
- Trennen Sie die Stromquelle vom Schaltkreis.
- Schließen Sie das Ammeter in Serie mit der zu messenden Komponente an.
- Schließen Sie das Voltmeter parallel zur Komponente an.
- Schließen Sie die Stromquelle wieder an den Schaltkreis an.
- Lesen Sie den Strom auf dem Ammeter und die Spannung auf dem Voltmeter ab.
- Berechnen Sie den Widerstand der Komponente mit dem Ohmschen Gesetz (R = V/I), wobei R der Widerstand, V die Spannung über der Komponente und I der Strom durch die Komponente ist.
Ammeter und Voltmeter in der hydraulischen Analogie
In der hydraulischen Analogie kann ein Ammeter durch einen Durchflussmesser dargestellt werden, der die Fließgeschwindigkeit einer Flüssigkeit in einem Rohr misst. Je größer die Fließrate, desto höher die Anzeige auf dem Durchflussmesser, ähnlich wie ein Ammeter den Fluss des elektrischen Stroms in einem Schaltkreis misst. Ein Voltmeter kann andererseits durch ein Druckmessgerät repräsentiert werden, das den Druck einer Flüssigkeit in einem Rohr misst. Je höher der Druck, desto höher die Anzeige auf dem Druckmessgerät, ähnlich wie ein Voltmeter die Potentialdifferenz oder Spannung in einem elektrischen Schaltkreis misst. In der hydraulischen Analogie misst also ein Ammeter den Fluss der Flüssigkeit, während ein Voltmeter den Druck der Flüssigkeit misst. Beide sind wichtig, um das Verhalten von Flüssigkeitssystemen zu verstehen, genau wie Amperemeter und Voltmeter zum Verständnis des Verhaltens elektrischer Schaltkreise beitragen.
