Multimeter meistern: Genauigkeit bei Spannungsmessung leicht gemacht

TEILE UND MATERIALIEN

• Multimeter – digital oder analog
• Verschiedene Batterien
• Eine LED (Radio Shack Katalog #276-026 oder äquivalent)
• Kleiner Hobby-Motor, Permanentmagnet-Typ (Radio Shack Katalog #273-223 oder äquivalent)
• Two Jumper-Kabel mit Krokodilklemmen (Radio Shack Katalog #278‑1156, #278‑1157 oder äquivalent)

Ein Multimeter ist ein vielseitiges Werkzeug, das Spannung, Strom und Widerstand misst. Digitale Modelle zeigen Werte numerisch an, analoge nutzen eine bewegliche Nadel über einer bedruckten Skala. Analoge Messgeräte sind oft günstiger und dienen als hervorragende Lerninstrumente für Einsteiger. Für einen umfassenden Werkzeugkasten beide Typen erwerben, aber mit einem analogen beginnen.

QUERVERWEISE

• Lessons In Electric Circuits, Volume 1, chapter 1: „Basic Concepts of Electricity“
• Lessons In Electric Circuits, Volume 1, chapter 8: „DC Metering Circuits“

LERNZIELE

• Spannung genau messen
• Spannungs-Punkt-zu-Punkt-Natur verstehen
• Richtigen Messbereich wählen

ILLUSTRATION

ANLEITUNG

In allen Experimenten ist das Multimeter Ihr primäres „Auge“ zum Detektieren und Messen unsichtbarer elektrischer Eigenschaften. Elektrizität, besonders in niedrigstromigen, sicheren Bereichen, ist für den menschlichen Körper unmerklich, daher ist ein zuverlässiges Messgerät essenziell.

Beginnen Sie mit dem Lesen Ihres Multimeter-Handbuchs. Digitale Messgeräte benötigen eine kleine Batterie; analoge nicht. Autoranging-Messgeräte wählen automatisch den optimalen Skalenbereich, während manuelle Bereichsmessgeräte mehrere Drehschalterpositionen für jeden Messart bieten.

Wählen Sie den höchsten verfügbaren „DC Volt“-Einstellung (oder die einzige DC-Volt-Position bei Autoranging). Verbinden Sie die rote Messspitze mit dem Pluspol der Batterie und die schwarze mit dem Minuspol. Eine Anzeige sollte erscheinen. Ist der Wert negativ, tauschen Sie die Spitzen.

Bei manuellen Bereichsmessgeräten kann eine hohe Einstellung eine schwache Anzeige liefern. Drehen Sie den Drehschalter auf einen niedrigeren DC-Volt-Bereich und verbinden Sie erneut. Die Anzeige sollte stärker werden. Wählen Sie den niedrigsten Bereich, der kein „Over-Range“ verursacht (analoge Nadel schlägt ganz rechts aus; digitales Display zeigt „OL“ oder Striche).

Fragen Sie sich: Was passiert, wenn nur eine Spitze eine Batterie berührt? Wie muss das Messgerät angeschlossen sein, um Spannung zu registrieren? Diese Fragen veranschaulichen, dass Spannung nur zwischen zwei Punkten existiert und ein Voltmeter einen vollständigen Kreis überbrücken muss, um zu funktionieren.

Messen Sie nun verschiedene Batteriegrößen, um die Wahl des korrekten Bereichs für maximale Genauigkeit zu üben.

Stellen Sie das Multimeter nun auf den niedrigsten DC-Volt-Bereich und verbinden Sie die Spitzen mit den LED-Anschlüssen. Eine LED emittiert Licht, wenn sie von einem kleinen Strom durchflossen wird, und kann auch eine kleine Spannung erzeugen, wenn sie beleuchtet wird – ähnlich einer Solarzelle. Richten Sie die LED auf eine helle Lichtquelle und beobachten Sie die Messwertanzeige.

Im Gegensatz zu Batterien, die auf chemischen Reaktionen beruhen, wandelt eine LED optische Energie in elektrische Energie um und produziert Spannung, solange sie Licht empfängt.

Zum Schluss testen Sie den Motor als einfachen Generator. Verbinden Sie das Messgerät mit den Motoranschlüssen und drehen Sie die Welle von Hand. Das Messgerät sollte eine Spannung anzeigen, die mit Drehgeschwindigkeit zunimmt. Falls der Kontakt schwer zu halten ist, nutzen Sie Krokodilklemmen-Kabel (siehe Bild). Drehen Sie die Rotation um und beachten Sie die Polaritätsänderung: Das Messgerät zeigt ein umgekehrtes Vorzeichen oder eine Nadelablenkung in die entgegengesetzte Richtung.

ZUGEHÖRIGE ARBEITSBLÄTTER:

• Basic Voltmeter Use