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Aufgabe

Strom- und Spannungsmessung

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

Ein Drehspulmessinstrument mit dem Innenwiderstand \({R_{\rm{M}}} = 40\,\Omega \) zeigt bei einer Stromstärke von \({I_1} = 60\,{\rm{mA}}\) Vollausschlag.

a)Erläutere, was zu tun ist, um das Gerät auch für Ströme von \(6,0\rm{A}\) verwenden zu können.

Fertige dazu eine Schaltskizze an und führe eine Rechnung durch.

b)Erläutere, wie zu verfahren ist, wenn du dasselbe Instrument als Spannungsmessgerät mit einem Bereich bis \(600\rm{V}\) betreiben willst.

Fertige wieder eine Schaltskizze an und führe eine Rechnung durch.

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a)Es ist ein Parallelwiderstand (Shunt) zum Messgerät zu schalten, so dass \({I_{\rm{Shunt}}} = 6000\,{\rm{mA}} - 60\,{\rm{mA}} = 5940\,{\rm{mA}}\) durch den Shunt und nur \({I_{\rm{M}}} = 60\,{\rm{mA}}\) durch das Messwerk fließen. Die Widerstände verhalten sich umgekehrt wie die Ströme:\[{R_{\rm{Shunt}}} = \frac{{600\,{\rm{mA}}}}{{5940\,{\rm{mA}}}} \cdot 40\,{\rm{\Omega }} = 0{,}40\,{\rm{\Omega }}\]

 

b)Es ist ein Widerstand vor das Messgerät zu schalten, so dass nur \(I' = 60\,{\rm{mA}}\) durch das Messwerk fließen. Am Vorwiderstand \({R_{\rm{vor}}}\) fallen dann \({I_{\rm{S}}} = 600\,{\rm{V}} - 2{,}4\,{\rm{V}} = 597{,}6\,{\rm{V}}\), am Messwerk \(2{,}4\,{\rm{V}}\) ab. Die Widerstände verhalten sich wie die Spannungen (Spannungsteilerschaltung): \[{R_{\rm{vor}}} = \frac{{597{,}6\,{\rm{V}}}}{{2{,}4\,{\rm{V}}}} \cdot 40\,{\rm{\Omega }} = 9960\,{\rm{\Omega }}\]

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Elektrizitätslehre

Komplexere Schaltkreise