Strom- und spannungsrichtiges Messen - Carl-Engler

Physikalisches Praktikum
Laborversuch:
1
Carl-Engler-Schule Karlsruhe
BS, BK, FS
Strom- und spannungsrichtiges Messen
Grundlagen
Um einen Widerstandswert zu messen, müssen gleichzeitig Strom und Spannung gemessen
werden. Die Messgeräte beeinflussen jedoch den Messvorgang. Es gibt zwei Möglichkeiten,
Amperemeter und Voltmeter zu verschalten.
Spannungsrichtiges Messen (Voltmeter parallel zum Messobjekt)
Das Voltmeter misst korrekt die Spannung am Widerstand. Durch das Amperemeter fließt jedoch
auch der Strom, der durch das Voltmeter fließt. Die Schaltung heißt auch Stromfehlerschaltung.
Sie sollte angewendet werden, wenn der Innenwiderstand des Voltmeters viel größer als der
Widerstand des Messobjekts ist.
Stromrichtiges Messen (Amperemeter direkt vor dem Messobjekt)
Das Amperemeter misst korrekt den Strom durch den Widerstand. Am Amperemeter fällt jedoch
auch eine Spannung ab, die vom Voltmeter mitgemessen wird. Die Schaltung heißt auch
Spannungsfehlerschaltung. Sie sollte angewendet werden, wenn der Innenwiderstand des
Amperemeters viel kleiner als der Widerstand des Messobjekts ist.
Bei bekannten Innenwiderständen RV bzw. RA der Messgeräte lässt sich durch eine Korrekturformel
der korrekte Widerstandswert aus den Messwerten für U und I berechnen.
Korrekturformeln
für spannungsrichtiges Messen
Rx =
U
U
I −
RV
für stromrichtiges Messen
Rx =
U − I∗R A
I
In einem mittleren Bereich der Widerstandswerte sind die Fehler durch die Messgeräte bzw. die
Messschaltung gering.
2
Aufgaben
2.1
Messung hochohmiger Widerstände
Bestimmen Sie für 6 vorgelegte Bauteile mit der geeigneten Messschaltung aus den Messwerten für
I und U den Quotienten Rmess=U/I und den korrigierten Wert Rx. Stellen Sie die relative Abweichung
in Abhängigkeit von Rx in einem Diagramm grafisch dar. Formulieren Sie je eine geeignete
Bedingung für die Messung, um die Fehlergrenzen unter 1%, 2% bzw. 5% zu halten.
2.2
Messung niederohmiger Widerstände
Bestimmen Sie für 6 vorgelegte Bauteile mit der geeigneten Messschaltung aus den
Messwerten für I und U den Quotienten Rmess=U/I und den korrigierten Wert Rx. Stellen
Sie die relative Abweichung in Abhängigkeit von Rx in einem Diagramm grafisch dar.
Formulieren Sie je eine geeignete Bedingung für die Messung, um die Fehlergrenzen unter
1%, 2% bzw. 5% zu halten.
2.3
Fühler-Leitungen am Netzgerät (Sensing)
Benutzen Sie die Fühlerleitungen am Netzgerät zur Bestimmung des spezifischen
Widerstandes eines vorgelegten Drahtmaterials. Vergleichen Sie mit einer Messung ohne
Fühlerleitungen. Welche Schaltungsvariante kommt zur Anwendung?
i_u_richtig.odt
Geßler / Müller
Nov 2010
www.ces.karlsruhe.de/culm/
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