Wie ein Amperemeter funktioniert – Funktionsprinzip
Ein Amperemeter ist ein Instrument zur Messung elektrischer Ströme. Um den Strom in einem Draht zu messen, muss man normalerweise den Draht unterbrechen oder durchtrennen und das Amperemeter so einfügen, dass der zu messende Strom durch das Messgerät fließt. Ein Amperemeter misst immer den Strom, der durch es hindurchfließt. Ein ideales Amperemeter hätte einen Widerstand von null, sodass seine Einbindung in einen Zweig eines Stromkreises den Strom in diesem Zweig nicht beeinflussen würde. Reale Amperemeter haben jedoch immer einen gewissen Widerstand, dennoch ist es wünschenswert, dass ein Amperemeter einen möglichst geringen Widerstand besitzt.
Prinzip der Betriebsweise von Amperemetern
Das Funktionsprinzip von Amperemetern basiert auf der Wechselwirkung zwischen einem elektrischen Strom und einem Magnetfeld. Amperemeter sind typischerweise als Geräte mit geringem Widerstand konzipiert, die in Reihe mit dem zu messenden Stromkreis geschaltet werden. Wenn ein elektrischer Strom durch das Amperemeter fließt, erzeugt er ein Magnetfeld um das Amperemeter herum. Das vom Strom erzeugte Magnetfeld interagiert mit einem Permanentmagneten oder einer Spule innerhalb des Amperemeters, was eine mechanische Kraft erzeugt, die einen Zeiger auf einer Skala ausschlagen lässt. Das Ausmaß der Ablenkung ist proportional zum durch das Amperemeter fließenden Strom, und die Skala ist in Ampere (A) kalibriert.
Analoge und digitale Amperemeter
Bei analogen Amperemetern wird die mechanische Kraft auf einen Zeiger oder eine Nadel übertragen, die sich entlang einer graduierten Skala bewegt, um den Stromwert anzuzeigen. Digitale Amperemeter hingegen verwenden einen elektronischen Schaltkreis, um die Strommessung in einen numerischen Wert umzuwandeln, der auf einem digitalen Display angezeigt wird.
Genauigkeit und Widerstand in Amperemetern
Um genaue Messungen zu gewährleisten, müssen Amperemeter einen sehr geringen Widerstand im Vergleich zum gemessenen Stromkreis haben. Dies wird typischerweise durch einen Shunt-Widerstand erreicht, einem Niederohm-Widerstand, der parallel zum Amperemeter geschaltet ist. Der Shunt-Widerstand ermöglicht es, dass der Großteil des Stroms durch den Stromkreis fließt, während ein kleiner Stromanteil durch das Amperemeter fließt, um eine genaue Messung des Gesamtstroms zu ermöglichen.
