Strommessung mit Amperemeter: Praktischer Leitfaden

Teile & Materialien

• 6‑Volt-Batterie
• 6‑Volt-Glühlampe

Grundlegende Schaltungsbauteile – Breadboard, Klemmleiste, Jumper-Kabel – werden als verfügbar vorausgesetzt. Nur die oben genannten Gegenstände sind für dieses Experiment einzigartig.

Weiterführende Literatur

Lessons In Electric Circuits, Volume 1, Chapter 1: „Basic Concepts of Electricity“

Lessons In Electric Circuits, Volume 1, Chapter 8: „DC Metering Circuits“

Amperemeter-Lernziele

• Strom mit einem Multimeter messen
• Internen Sicherung des Multimeters prüfen
• Richtigen Messbereich wählen

Amperemeter-Schaltplan

Amperemeter-Illustration

Experimentsanweisungen

Strom ist die Rate des Elektronenflusses in einem Kreis, gemessen in Ampere (A). Die zuverlässigste Methode ist, das Amperemeter in Reihe einzufügen, sodass der gesamte Strom durch das Messgerät fließen muss.

Digitale Messgeräte haben oft eine dedizierte Buchse für die rote Messleitung beim Strommessen, während analoge Messgeräte Buchsen für Spannung, Widerstand und Strom teilen. Beachten Sie das Handbuch Ihres Messgeräts für das korrekte Verfahren.

Ein ideales Amperemeter weist vernachlässigbaren Widerstand auf; es sollte beim Reihenschluss keine Spannung fallen lassen. Wird es parallel an eine Spannungsquelle geschaltet, verhält es sich wie ein Kurzschluss und kann die interne Sicherung durchbrennen.

Sicherungsschutz

Amperemeter enthalten eine kleine Sicherung zum Schutz vor übermäßigem Strom. Ein plötzlicher Anstieg – wie das Anschließen des Messgeräts an eine Hochspannungsquelle – lässt die Sicherung durchbrennen und macht das Messgerät funktionsunfähig, bis die Sicherung ersetzt wird.

Um die Sicherung zu testen, schalten Sie das Messgerät in den Widerstandsmodus und berühren Sie die beiden Spitzen miteinander. Bei Messgeräten mit einem einzigen Buchsensatz lassen Sie die Stecker stecken und kurzschließen die Leitungen. Bei Geräten mit separaten Buchsen stecken Sie die Leitungen wie gezeigt ein:

Bauen Sie einen einfachen Ein-Batterie-Ein-Lampe-Kreis mit Jumper-Kabeln. Verifizieren Sie, dass die Lampe leuchtet, bevor Sie das Amperemeter in Reihe einfügen. Unterbrechen Sie den Kreis an beliebiger Stelle, verbinden Sie die Messgerätspitzen mit der Unterbrechung, und wählen Sie zuerst den höchsten Strombereich. Dann drehen Sie herunter, bis die Anzeige den stärksten Wert ohne Over-Range zeigt. Ist der Wert negativ oder bewegt sich die Nadel nach links, tauschen Sie die Spitzenverbindungen.

Für eine 6‑Volt-Batterie, die eine kleine Lampe speist, erwarten Sie einen Strom im Milliampere-Bereich (z. B. 24,70 mA). Digitale Messgeräte zeigen oft ein kleines „m“ rechts für Milliampere an.

Versuchen Sie, das Messgerät an verschiedenen Stellen im Kreis einzufügen und beobachten Sie, wie sich der gemessene Strom ändert. Die Ergebnisse sollten mit dem Ohmschen Gesetz konsistent sein: Höhere Widerstandspfade ergeben niedrigeren Strom.

Rekonstruieren Sie den Kreis auf einem Breadboard wie illustriert:

Amperemeter an einen Breadboard-Kreis anschließen

Studierende fragen sich oft, wie man ein Amperemeter auf einem Breadboard platziert, ohne einen Kurzschluss zu erzeugen. Folgen Sie dieser einfachen Methode:

• Identifizieren Sie den Draht oder Anschluss, dessen Strom Sie messen wollen.
• Ziehen Sie diesen Draht aus seinem Breadboard-Loch, lassen Sie ihn hängen.
• Stecken Sie einen Ersatzdraht in dasselbe Loch, lassen Sie dessen anderes Ende hängen.
• Verbinden Sie das Amperemeter zwischen den beiden hängenden Enden.

Wiederholen Sie dies für verschiedene Drähte, um zu bestätigen, dass Strommessungen mit denen in einem freiformen Kreis übereinstimmen.

Experimentergebnisse

Die Nutzung einer Klemmleiste liefert ähnliche Werte:

Das Beispiel zeigt 24,70 mA – ein realistischer Wert für eine kleine Glühlampe. Wenn Ihr gemessener Strom abweicht, ist das akzeptabel, solange die Lampe leuchtet, wenn das Messgerät angeschlossen ist.

Probleme, auf die Sie achten sollten:

• Wenn die Lampe nicht leuchtet und das Messgerät einen großen Wert anzeigt, kann ein Kurzschluss durch das Messgerät existieren.
• Wenn die Lampe dunkel bleibt und das Messgerät Null anzeigt, ist die interne Sicherung wahrscheinlich durchgebrannt.

Nutzen Sie die zuvor beschriebene Sicherungsprüfung, um die Funktionalität wiederherzustellen.

Zugehörige Arbeitsblätter

• Basic Ammeter Use
• Ammeter Design