Permanent Magnet Moving Coil Voltmeter (PMMC) – Ein Überblick
Der Permanent Magnet Moving Coil Voltmeter, auch bekannt als D’Arsonval-Messgerät oder Galvanometer, ist ein wesentliches Instrument in der Elektrotechnik. Dieses Gerät wird eingesetzt, um die Stromstärke durch die Messung der Winkelauslenkung in einem einheitlichen Magnetfeld zu bestimmen.
Funktionsweise des PMMC
Ein PMMC-Messgerät platziert eine Drahtspule, also einen Leiter, zwischen zwei Permanentmagneten, um ein stationäres Magnetfeld zu erzeugen. Gemäß Faradays Gesetzen der elektromagnetischen Induktion erfährt ein stromdurchflossener Leiter, der in einem Magnetfeld platziert wird, eine Kraft in der Richtung, die durch Flemings Linke-Hand-Regel bestimmt wird.
Vorteile und Präzision
Die Hauptvorteile des PMMC-Instruments liegen in seiner linearen Skala, dem geringen Stromverbrauch und seiner hohen Präzision. Es gilt als das genaueste Instrument für Gleichstrommessungen.
Einschränkungen des PMMC
Wichtig zu beachten ist, dass das PMMC-Instrument nicht für Wechselstrom oder Spannungen verwendet werden kann. Bei Anschluss an eine Wechselstromquelle entsteht ein alternierendes Drehmoment, was zu Fehlmessungen führt. Zudem sind die Kosten für diese Instrumente höher als für bewegliche Eisengeräte.
Symbol und Darstellung eines Voltmeters
In Schaltplänen wird ein Voltmeter durch den Buchstaben V in einem Kreis dargestellt, mit zwei Linien, die die beiden Messpunkte symbolisieren.
Hydraulische Analogie zur Veranschaulichung
Die hydraulische Analogie ist ein beliebtes Werkzeug, um elektrische Schaltkreise durch den Vergleich mit Hydrauliksystemen zu veranschaulichen. In dieser Analogie wird die Spannung mit dem Druckunterschied verglichen, der Wasser durch einen Schlauch treibt. Gemessen wird dies in Volt (V). Diese Analogie nimmt an, dass das Wasser horizontal fließt, sodass die Schwerkraft ignoriert werden kann.
Ohmsches Gesetz und Hagen-Poiseuille-Gleichung
Das Ohmsche Gesetz, das den Zusammenhang zwischen Spannung und Stromstärke in ohmschen Bauteilen (wie Widerständen) beschreibt, ist analog zur Hagen-Poiseuille-Gleichung. Beide sind lineare Modelle, die den Fluss und das Potenzial in ihren jeweiligen Systemen in Beziehung setzen.
Schlussfolgerung
Das Verständnis der PMMC-Voltmeter und ihrer Funktion ist entscheidend für die genaue Messung von Gleichstrom. Obwohl sie in Wechselstromanwendungen Einschränkungen haben, sind sie aufgrund ihrer Präzision und Zuverlässigkeit in vielen elektrischen Messungen unverzichtbar.
