Elektrizitätslehre

Elektrische Grundgrößen

Spannungsmessung

  • Was bedeuten eigentlich Volt …
  • … und Ampère?
  • … und was hat es mit dem OHMschen Gesetz auf sich?
  • Wie funktionieren elektrische Messgeräte?

Spannungsmessung

Elektrische Quellen besitzen immer zwei Pole mit unterschiedlicher Ladung (an einem Pol herrscht Elektronenüberschuss am anderen Elektronenmangel). Zwischen diesen Polen besteht ein Bestreben zum Ladungsausgleich, der solange nicht erfolgen kann, wie keine leitende Verbindung zwischen den Polen besteht. Wird eine Verbindung zwischen den Polen hergestellt, kommt es zum Stromfluss, der zur Entladung der Pole führt, sofern die Stromquelle nicht für entsprechenden "Nachschub" sorgt. Die elektrische Spannung ist ein Maß für das Ausgleichsbestreben der Ladungen und ist unabhängig davon, ob Strom fließt oder nicht.

Über die elektrische Spannung können folgende Aussagen gemacht werden:

  • Die elektrische Spannung entsteht durch ein Ladungsungleichgewicht.
  • Die elektrische Spannung ist die Ursache des elektrischen Stromes.
  • Die elektrische Spannung ist ein Maß für das Ausgleichsbestreben von elektrischen Ladungen.

Bezüglich der Ablesung der Skalen von analogen Spannungsmessern gelten die gleichen Überlegungen wie bei Strommessern.

Symbol
Als Symbol im Schaltbild sind für Spannungsmesser die nebenstehend dargestellten Zeichen üblich.
1 Vorgehen beim Messen der Spannung, die eine elektrische Quelle liefert

Einbau von Spannungsmessern in Schaltungen

Bei Spannungen wird zwischen zwei Arten unterschieden:

  • aktive Spannung, d.h. Spannung zwischen den Polen von Quellen.
    Zur Messung der Spannung einer Quelle verbindet man den Spannungsmesser mit den Polen der Quelle.
2 Vorgehen beim Messen der Spannung, die über einem Bauteil abfällt
  • passive Spannung, d.h. Spannungsabfall an "Verbrauchern" (z.B. Widerständen, Glühlämpchen usw.), zwischen deren Enden ebenfalls ein Ausgleichsbestreben für Ladungen besteht (wäre dies nicht so, würde kein Strom durch diese Elemente fließen).
    Zur Messung der Spannung an "Verbrauchern" - z.B. Widerständen oder Glühlampen - schaltet man den Spannungsmesser jeweils parallel zu diesem Element.

Neben der Gleichspannung, bei der die Polarität stets fest bleibt, gibt es noch die Wechselspannung, bei der in der Regel periodisch die Lage des Plus- und des Minuspols vertauscht wird (z.B. Haushaltsnetz). Bei der Einstellung des Wahlschalters am Spannungsmesser muss dies berücksichtig werden.

Hinweis:
Damit möglichst wenig Strom durch den parallelgeschalteten Spannungsmesser abgezweigt wird, muss der Innenwiderstand des Spannungsmessers möglichst hoch sein.

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