Ohmmeter-Nutzung

Teile und Materialien

• Multimeter, digital oder analog
• Verschiedene Widerstände (Radio Shack Katalog # 271-312 ist ein 500-teiliges Sortiment)
• Gleichrichterdiode (1N4001 oder gleichwertig; Radio Shack Katalog Nr. 276-1101)
• Cadmiumsulfid-Fotozelle (Radio Shack Katalog # 276-1657)
• Breadboard (Radio Shack Katalog Nr. 276-174 oder gleichwertig)
• Überbrückungsdrähte
• Papier
• Bleistift
• Glas Wasser
• Speisesalz

Dieses Experiment beschreibt, wie man den elektrischen Widerstand mehrerer Objekte misst.

Du musst nicht alle besitzen oben aufgeführte Elemente, um effektiv mehr über den Widerstand zu erfahren.

Umgekehrt müssen Sie Ihre Tests nicht auf diese Elemente beschränken.

Achten Sie jedoch darauf, nie Messen Sie den Widerstand eines elektrisch „stromführenden“ Objekts oder Stromkreises.

Mit anderen Worten, versuchen Sie nicht, den Widerstand einer Batterie oder einer anderen Quelle erheblicher Spannung mit einem Multimeter zu messen, das auf die Widerstandsfunktion („Ohm“) eingestellt ist.

Die Nichtbeachtung dieser Warnung führt wahrscheinlich zu Schäden am Messgerät und sogar zu Personenschäden.

Querverweise

Lektionen in Stromkreisen , Band 1, Kapitel 1:„Grundbegriffe der Elektrizität“

Lektionen in Stromkreisen , Band 1, Kapitel 8:„DC-Messkreise“

Lernziele

• Bestimmung und Verständnis von „elektrischer Kontinuität“
• Bestimmung und Verständnis von „elektrisch gemeinsamen Punkten“
• Wie man den Widerstand misst
• Eigenschaften des Widerstands:vorhanden zwischen zwei Punkten
• Auswahl des richtigen Messbereichs
• Relative Leitfähigkeit verschiedener Komponenten und Materialien

Illustration

Anleitung

Der Widerstand ist das Maß für die elektrische „Reibung“, wenn sich Ladungen durch einen Leiter bewegen.

Es wird in der Einheit „Ohm“ gemessen, dieser Einheit, die durch den griechischen Großbuchstaben Omega (Ω) symbolisiert wird.

Stellen Sie Ihr Multimeter auf den höchsten verfügbaren Widerstandsbereich ein. Die Widerstandsfunktion wird normalerweise mit dem Einheitssymbol für den Widerstand bezeichnet:dem griechischen Buchstaben Omega (Ω) oder manchmal mit dem Wort „Ohm“.

Berühren Sie die beiden Prüfspitzen Ihres Messgeräts zusammen. Wenn Sie dies tun, sollte das Messgerät einen Widerstand von 0 Ohm anzeigen.

Wenn Sie ein analoges Messgerät verwenden, werden Sie feststellen, dass die Nadel beim Aneinanderberühren der Sonden vollständig ausgelenkt wird und beim Auseinanderziehen der Sonden in ihre Ruheposition zurückkehrt.

Die Widerstandsskala eines analogen Multimeters ist gegenüber den anderen Skalen umgekehrt gedruckt:Nullwiderstand wird ganz rechts auf der Skala angezeigt und unendlicher Widerstand wird ganz links angezeigt.

Es sollte auch einen kleinen Einstellknopf oder "Rad" am analogen Multimeter geben, um es auf "null" Ohm Widerstand zu kalibrieren.

Berühren Sie die Prüfspitzen zusammen und verschieben Sie diese Justierung, bis die Nadel am rechten Skalenende genau auf Null zeigt.

Obwohl Ihr Multimeter quantitative Werte des gemessenen Widerstands liefern kann, ist es auch nützlich für qualitative Tests der Kontinuität :ob eine durchgehende elektrische Verbindung von einem Punkt zum anderen besteht.

Sie können zum Beispiel die Kontinuität eines Kabelstücks testen, indem Sie die Messfühler an gegenüberliegende Enden des Kabels anschließen und prüfen, ob sich die Nadel vollständig bewegt.

Was würden wir zu einem Stück Draht sagen, wenn sich die Nadel des Ohmmeters überhaupt nicht bewegen würde, wenn die Sonden an den gegenüberliegenden Enden angeschlossen sind?

Wie man den Widerstand misst

Digitalmultimeter, die auf den Modus „Widerstand“ eingestellt sind, zeigen eine Nichtkontinuität an, indem sie einige nicht-numerische Angaben auf dem Display anzeigen.

Einige Modelle sagen „OL“ (Open-Loop), während andere gestrichelte Linien anzeigen.

Verwenden Sie Ihr Messgerät, um die Kontinuität zwischen den Löchern auf einem Steckbrett zu bestimmen :ein Gerät für den temporären Aufbau von Schaltkreisen, bei dem Komponentenanschlüsse in Löcher auf einem Kunststoffgitter eingesetzt werden, Metallfederklammern unter jedem Loch verbinden bestimmte Löcher mit anderen.

Verwenden Sie kleine Stücke aus massivem 22-Gauge-Kupferdraht, die in die Löcher des Steckbretts eingeführt werden, um das Messgerät an diese Federklemmen anzuschließen, damit Sie den Durchgang testen können:

Kontinuität und Gemeinsamkeit

Ein wichtiges Konzept in der Elektrizität, das eng mit der elektrischen Kontinuität verbunden ist, ist das der Punkte, die elektrisch gemeinsam sind zueinander.

Elektrisch gemeinsame Punkte sind Kontaktpunkte an einem Gerät oder in einem Stromkreis, die einen vernachlässigbaren (extrem kleinen) Widerstand dazwischen haben.

Wir könnten also sagen, dass Punkte innerhalb einer Steckbrettspalte (in den Abbildungen vertikal) elektrisch häufig sind zueinander, weil es einen elektrischen Durchgang gibt zwischen ihnen.

Umgekehrt sind Steckbrettpunkte innerhalb einer Reihe (horizontal in den Abbildungen) elektrisch nicht gemeinsam, da zwischen ihnen keine Kontinuität besteht.

Kontinuität beschreibt, was zwischen Berührungspunkten ist, während Gemeinsamkeit beschreibt, wie sich die Punkte selbst aufeinander beziehen.

Wie die Kontinuität ist die Kommunalität eine qualitative Bewertung, die auf einem relativen Vergleich des Widerstands zwischen anderen Punkten in einem Stromkreis basiert.

Es ist wichtig, dieses Konzept zu verstehen, da es bestimmte Fakten bezüglich der Spannung in Bezug auf elektrisch gemeinsame Punkte gibt, die bei der Schaltungsanalyse und Fehlersuche wertvoll sind andere.

Wie misst man den Widerstand eines Widerstands?

Wählen Sie einen 10.000 Ohm (10 kΩ) Widerstand aus Ihrem Teilesortiment.

Dieser Widerstandswert wird durch eine Reihe von Farbbändern angezeigt:Braun, Schwarz, Orange und dann eine andere Farbe, die die Genauigkeit des Widerstands darstellt, Gold (+/- 5 %) oder Silber (+/- 10 %).

Einige Widerstände haben keine Farbe für die Präzision, die sie mit +/- 20% kennzeichnen. Andere Widerstände verwenden fünf Farbbänder, um ihren Wert und ihre Präzision anzugeben. In diesem Fall sind die Farben für einen 10 kΩ-Widerstand Braun, Schwarz, Schwarz, Rot und eine fünfte Farbe für Präzision.

Schließen Sie die Prüfspitzen des Messgeräts über den Widerstand an und notieren Sie die Anzeige auf der Widerstandsskala:

Wenn die Nadel sehr nahe an Null zeigt, müssen Sie am Messgerät einen niedrigeren Widerstandsbereich auswählen, genau wie Sie beim Ablesen der Spannung einer Batterie einen geeigneten Spannungsbereich auswählen mussten.

Wenn Sie ein digitales Multimeter verwenden, sollte auf dem Display eine Zahl nahe 10 angezeigt werden, mit einem kleinen „k“-Symbol auf der rechten Seite, das das metrische Präfix für „Kilo“ (tausend) angibt.

Einige digitale Messgeräte verfügen über einen manuellen Bereich und erfordern ebenso wie die analogen Messgeräte eine entsprechende Bereichsauswahl.

Wenn Ihre so ist, experimentieren Sie mit verschiedenen Bereichsschalterpositionen und sehen Sie, welche Ihnen die beste Anzeige liefert.

Versuchen Sie, die Anschlüsse der Testsonde am Widerstand umzukehren. Ändert sich dadurch die Anzeige des Messgeräts überhaupt?

Was sagt uns das über den Widerstandswert eines Widerstands? Was passiert, wenn Sie den Widerstand nur mit einer Sonde berühren?

Was sagt uns das über die Natur des Widerstands und wie wird er gemessen?

Wie ist dies im Vergleich zur Spannungsmessung und was geschah, als wir versuchten, die Batteriespannung zu messen, indem wir nur eine Sonde an die Batterie hielten?

Wenn Sie die Messsonden mit den Widerstandsklemmen berühren, versuchen Sie, nicht beide Sondenspitzen mit Ihren Fingern zu berühren.

Wenn Sie dies tun, messen Sie die Parallelkombination des Widerstands und Ihres eigenen Körpers, was dazu führt, dass die Meteranzeige niedriger ist, als sie sein sollte!

Bei der Messung eines 10-kΩ-Widerstands ist dieser Fehler minimal, kann jedoch bei der Messung anderer Widerstandswerte schwerwiegender sein.

Sie können den Widerstand Ihres eigenen Körpers sicher messen, indem Sie eine Sondenspitze mit den Fingern einer Hand und die andere Sondenspitze mit den Fingern der anderen Hand halten.

Hinweis:Seien Sie sehr vorsichtig mit den Sonden, da sie oft zu einer Nadelspitze geschärft werden.

Halten Sie die Tastspitzen der Länge nach fest, nicht an den Spitzen! Möglicherweise müssen Sie den Messbereich nach dem Messen des 10-kΩ-Widerstands erneut anpassen, da Ihr Körperwiderstand dazu neigt, mehr als 10.000 Ohm von Hand zu Hand zu betragen.

Versuchen Sie, Ihre Finger mit Wasser zu benetzen und den Widerstand mit dem Messgerät erneut zu messen.

Welche Auswirkungen hat dies auf die Indikation? Versuchen Sie, Ihre Finger mit Salzwasser zu benetzen, das mit dem Glas Wasser und Kochsalz zubereitet wurde, und messen Sie den Widerstand erneut.

Welche Auswirkungen hat dies auf den vom Messgerät gemessenen Widerstand Ihres Körpers?

Der Widerstand ist das Maß für die Reibung beim Ladungsfluss durch ein Objekt.

Je mehr Widerstand zwischen zwei Punkten besteht, desto schwieriger ist es für Ladungen, sich zwischen diesen beiden Punkten zu bewegen (zu fließen).

Angesichts der Tatsache, dass ein elektrischer Schlag durch einen großen Ladungsfluss durch den Körper einer Person verursacht wird und ein erhöhter Körperwiderstand als Schutz dient, indem er den Ladungsfluss durch uns erschwert, was können wir über die elektrische Sicherheit aus den Widerstandsmessungen mit nasse Finger?

Erhöht oder verringert Wasser die Stromschlaggefahr für Menschen?

Messen der Beständigkeit anderer Materialien

Messen Sie den Widerstand einer Gleichrichterdiode mit einem analogen Messgerät. Versuchen Sie, die Verbindungen der Prüfspitze zur Diode umzukehren und den Widerstand erneut zu messen.

Was fällt Ihnen an der Diode besonders im Gegensatz zum Widerstand auf?

Nimm ein Blatt Papier und zeichne mit einem Bleistift (kein Kugelschreiber!) einen sehr dicken schwarzen Fleck darauf.

Messen Sie den Widerstand auf dem schwarzen Streifen mit Ihrem Messgerät, indem Sie die Sondenspitzen wie folgt an jedem Ende der Markierung platzieren:

Bewegen Sie die Sondenspitzen an der schwarzen Markierung näher zusammen und notieren Sie die Änderung des Widerstandswerts.

Erhöht oder verringert sie sich mit verringertem Sondenabstand?

Wenn die Ergebnisse uneinheitlich sind, müssen Sie die Markierung mit mehr und kräftigeren Bleistiftstrichen neu zeichnen, damit sie in ihrer Dichte konsistent ist.

Was lehrt Sie dies über den Widerstand im Verhältnis zur Länge eines leitfähigen Materials?

Schließen Sie Ihr Messgerät an die Anschlüsse einer Cadmium-Sulfid (CdS)-Fotozelle an und messen Sie die Widerstandsänderung, die durch unterschiedliche Lichteinwirkung entsteht.

Genau wie bei der Leuchtdiode (LED) des Voltmeter-Experiments möchten Sie möglicherweise Krokodilklemmen-Überbrückungsdrähte verwenden, um die Verbindung mit dem Bauteil herzustellen, und lassen Sie Ihre Hände frei, um die Fotozelle an eine Lichtquelle zu halten und/oder das Messgerät zu wechseln Bereiche:

Experimentieren Sie mit der Messung des Widerstands verschiedener Arten von Materialien, achten Sie jedoch darauf, nichts zu messen, das eine erhebliche Spannung erzeugt, wie z. B. eine Batterie.

Vorschläge für zu messende Materialien sind:Stoff, Kunststoff, Holz, Metall, sauberes Wasser, schmutziges Wasser, Salzwasser, Glas, Diamant (an einem Diamantring oder einem anderen Schmuckstück), Papier, Gummi und Öl.

VERWANDTE ARBEITSBLÄTTER:

• Grundlegende Verwendung von Ohmmeter