Unterschied zwischen Gleichstrom- und Wechselstrom-Amperemeter
Ein Amperemeter ist ein Instrument, das zur Messung von Stromstärken verwendet wird. Um den Strom in einem Draht zu messen, muss in der Regel der Draht unterbrochen oder durchtrennt und das Amperemeter so eingesetzt werden, dass der zu messende Strom durch das Messgerät fließt. Amperemeter sind typischerweise als Geräte mit geringem Widerstand konzipiert, die in Reihe mit dem zu messenden Stromkreis geschaltet werden. Es gibt analoge und digitale Amperemeter, zwei Arten von Geräten, die zur Messung elektrischer Ströme verwendet werden.
Anwendungsbeispiele für Amperemeter
- Hausstromkreise: Der Stromfluss in einem typischen Haushaltsstromkreis in den USA beträgt 15-20 Ampere.
- Automobilkreise: 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, beträgt typischerweise 0,1-1 Ampere.
DC vs. AC Amperemeter
Der Hauptunterschied zwischen einem DC (Gleichstrom) und AC (Wechselstrom) Amperemeter liegt in ihrem Aufbau und ihrer Funktionsweise. Hier sind einige Schlüsselunterschiede:
- Sensormechanismus: DC-Amperemeter verwenden typischerweise einen beweglichen Spulen- oder Eisenspulmechanismus, um den Strom zu erfassen, während AC-Amperemeter oft einen Stromwandler (CT) verwenden. Der CT reduziert den hohen Strom im Stromkreis auf einen niedrigeren Strom, der vom Amperemeter gemessen werden kann.
- Kalibrierung: DC-Amperemeter sind zur Messung von Gleichstrom kalibriert, während AC-Amperemeter zur Messung von Wechselstrom kalibriert sind. Die Kalibrierung des Amperemeters hängt von der Wellenform des zu messenden Stroms ab. Beispielsweise kann ein AC-Amperemeter kalibriert werden, um den RMS (Root Mean Square)-Wert einer Sinuswelle zu messen.
- Messbereich: Der Messbereich eines DC-Amperemeters ist normalerweise auf den maximalen Gleichstrom beschränkt, den das Instrument verarbeiten kann. AC-Amperemeter können hingegen eine breite Palette von Wechselströmen messen, indem sie verschiedene CTs mit unterschiedlichen Verhältnissen verwenden.
- Genauigkeit: DC-Amperemeter sind im Allgemeinen genauer als AC-Amperemeter, da die Messung von Gleichstrom nicht durch die Frequenz des Stroms beeinflusst wird. AC-Amperemeter können aufgrund von Phasenverschiebungen oder harmonischen Verzerrungen in der Stromwelle Fehler aufweisen.
- Anwendungen: DC-Amperemeter werden häufig in Automobil-, Marine- und Elektronikanwendungen verwendet, während AC-Amperemeter häufig in Energiesystemen, elektrischer Verteilung und industriellen Anwendungen eingesetzt werden.
Arten von Amperemetern
Es gibt verschiedene Arten von Amperemetern, von denen jedes seine eigenen einzigartigen Eigenschaften und Anwendungen hat. Hier sind einige der gebräuchlichsten Arten von Amperemetern:
- Bewegliche Spulen-Amperemeter: Bewegliche Spulen-Amperemeter sind die gängigste Art von analogem Amperemeter. Sie verwenden eine Spule aus Draht, die in einem Magnetfeld aufgehängt ist. Der durch die Spule fließende Strom verursacht eine mechanische Ablenkung eines Zeigers auf einer kalibrierten Skala.
- Bewegliche Eisen-Amperemeter: Bewegliche Eisen-Amperemeter verwenden ein Stück ferromagnetisches Material, das sich als Reaktion auf das vom gemessenen Strom erzeugte Magnetfeld bewegt. Die Bewegung des Eisenteils wird auf einen Zeiger auf einer kalibrierten Skala übertragen.
- Gleichrichtertyp-Amperemeter: Gleichrichtertyp-Amperemeter werden verwendet, um Wechselstrom zu messen. Sie verwenden eine Diode oder ein anderes Gleichrichterelement, um den Wechselstrom in einen Gleichstrom umzuwandeln, der mit einem beweglichen Spulen- oder Eisenamperemeter gemessen werden kann.
- Digitales Amperemeter: Digitale Amperemeter verwenden elektronische Schaltungen, um die Strommessung in eine digitale Anzeige umzuwandeln. Sie können genauer und präziser sein als analoge Amperemeter und werden häufig in industriellen und wissenschaftlichen Anwendungen eingesetzt.
- Klemmen-Amperemeter: Klemmen-Amperemeter verwenden einen magnetischen Sensor, um das Magnetfeld zu messen, das vom Stromfluss durch einen Draht erzeugt wird. Sie sind nützlich für die Messung von Strömen in Situationen, in denen es nicht möglich ist, ein Amperemeter direkt in den Stromkreis einzufügen.
- Thermisches Amperemeter: Thermische Amperemeter nutzen die Wärme, die vom Stromfluss durch einen Draht erzeugt wird, zur Messung des Stroms. Sie arbeiten, indem sie den Temperaturanstieg eines Leiters messen, wenn ein Strom durch ihn fließt, und werden häufig in Hochstromanwendungen verwendet.
