Direkt zum Inhalt

Grundwissen

Stromrichtige und Spannungsrichtige Messung

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Messgeräte können die genaue Messung von Größen beeinflussen.
  • Je nachdem, ob die die Stromstärke \(I\) oder die Spannung \(U\) besonders genau messen möchtest, musst du deine Messgeräte schalten.
Aufgaben Aufgaben

Wenn in einer elektrischen Schaltung die Spannung \(U\) und die Stromstärke \(I\) gleichzeitig gemessen werden sollen, so kann nur eine der beiden Größen ohne Verfälschung gemessen werden. Die andere Größe wird durch die Messgeräte selbst verfälscht. Mit modernen Messgeräten kann diese Abweichung durch jedoch z.B. durch hohe Eingangswiderstände bei Spannungsmessern von \(10\,\rm{M\Omega}\) sehr gering gehalten werden. Dadurch spielen entsprechende Fehler inzwischen nur noch selten eine Rolle. Sie müssen lediglich bei der Messung von geringen Spannungen oder Stromstärken besonders beachtet werden.

Stromrichtige Messung

stromrichtige_messung2.svg Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Schaltung für Stromrichtige Messung

Bei der stromrichtigen Messung wird nur der durch ein Bauteil fließende Strom gemessen. Dazu wird der Strom ohne Verzweigung unmittelbar vor oder hinter dem Bauteil gemessen. In dieser Schaltung wird die Stromstärke \(I_R\) korrekt gemessen.

Jedoch registriert der Spannungsmesser in dieser Schaltung nicht nur die am Bauteil abfallende Spannung \(U_R\), sondern auch die über dem Strommessgerät abfallende Spannung \(U_\rm{A}\). Die Spannungsmessung ist also in dieser Schaltung mit einem systematischen Fehler behaftet. Um diesen möglichst gering zu halten, muss der Innenwiderstand des Strommessers möglichst gering sein. Dadurch wird auch die über dem Strommesser abfallende Spannung \(U_\rm{A}\) klein.

Spannungsrichtige Messung

spannungsrichtige_messung2.svg Joachim Herz Stiftung
Abb. 2 Schaltung für Spannungsrichtige Messung

Möchte man diesen systematischen Fehler bei der Spannungsmessung vermeiden, so wählt man die spannungsrichtige Schaltung. Bei der spannungsrichtigen Messung, wird nur die über dem Bauteil abfallende Spannung \(U_R\) gemessen. Da kein weiteres Bauteil die Messung beeinflusst, wird hier die Spannung korrekt gemessen.

Jedoch registriert das Strommessgerät in dieser Schaltung nicht nur den Strom \(I_R\), der nicht nur durch den Widerstand fließt, sondern auch den durch das Messgerät fließenden Strom \(I_\rm{V}\). Die Strommessung ist also in dieser Schaltung mit einem systematischen Fehler behaftet. Dieser kann durch einen hohen Eingangswiderstand des Messgerätes von einigen \(\rm{M\Omega}\) jedoch gering gehalten werden. Dadurch wird auch der durch den Spannungsmesser fließende Strom klein.

Aufgaben

Stromrichtige und Spannungsrichtige Messung

Übungsaufgaben