61 34 Elektrische Messgeräte Bisher hast du das Voltmeter für die Messung der Spannung und das Amperemeter für die Messung der Stromstärke kennen gelernt. In ihrer einfachsten Form sind sie nur für einen bestimmten Messbereich gebaut. Überschreitet die zu erwartende Spannung oder Stromstärke den Messbereich, so darf das Messgerät nicht mehr angeschlossen werden, da die empfindlichen Bauteile nur schwache Ströme vertragen. Bei größeren Stromstärken muss ein Teil des Stroms „umgeleitet“ werden, damit die Messeinheit nicht beschädigt wird. Sehr häufig sind Voltmeter und Amperemeter als Vielfachmessgeräte (multiple measuring instruments) ausgeführt, bei denen man den Messbereich mit einem Schalter wählen kann. Zur Schonung des Gerätes stellt man am Beginn der Messung immer den größten Messbereich ein. Erst dann geht man schrittweise auf den für die Ablesung günstigsten und damit genauesten Bereich über. Vielfachmessgeräte können die Messwerte mit einem Zeiger auf einer Skala („analog“, Abb. 33.1) oder mit Ziffern auf einem Display („digital“) anzeigen. Beim Messen einer Spannung, die z. B. an einem Glühlämpchen liegt, wird das Voltmeter mit den Zuleitungen zur Lampe verbunden (Abb. 34.1). Es ist dann parallel zur Lampe geschaltet. Dabei fließt durch das Voltmeter selbst nur ein sehr kleiner, vernachlässigbarer Strom, da es einen sehr hohen elektrischen Widerstand hat (siehe Kap. 35). Wird das Voltmeter irrtümlich in Serie mit der Lampe in den Stromkreis geschaltet, so bleibt das Lämpchen dunkel, da zu wenig Strom durch das Voltmeter und damit auch durch das Lämpchen fließt (Abb. 34.2). Eine Glühlampe, umgangssprachlich oft als „Stromverbraucher“ bezeichnet, und das Amperemeter werden immer hintereinander (in Serie) geschaltet (Abb. 34.3). Die Stromstärke durch die Glühlampe und das Amperemeter ist also gleich groß. Ein Amperemeter darf nie parallel zum „Verbraucher“ geschaltet werden (Abb. 34.4). Dann würde nämlich der Strom, der durch das Messwerk fließt, zu stark. Ein kaputtes Messgerät wäre die Folge. Du bist dran – zeige deine Kompetenz: 34.1 Warum ist die Schaltung in Abb. 34.2 falsch? 34.2 Warum ist die Schaltung in Abb. 34.4 falsch? 34.3 Warum ist bei einem Vielfachmessgerät die Gefahr, es falsch anzuschließen, besonders groß? Warum fließt praktisch kein Strom, wenn man ein Voltmeter in Serie mit einem Verbraucher schaltet? 34.1 Richtig (parallel) geschaltetes Voltmeter. Die Glühlampe leuchtet. V Der Strom fließt → die Lampe leuchtet. 34.2 Falsch (in Serie) geschaltetes Voltmeter. Die Glühlampe leuchtet nicht. V Der Strom fließt nicht → die Lampe leuchtet nicht. 34.3 Richtig (in Serie) geschaltetes Amperemeter. Die Glühlampe leuchtet. A Der Strom fließt → die Lampe leuchtet. 34.4 Falsch (parallel) geschaltetes Amperemeter. Das Messgerät kann durch Kurzschluss zerstört werden. A KURZSCHLUSS Ein Voltmeter wird im Stromkreis parallel zu einem Elektrogerät geschaltet. Ein Amperemeter wird im Stromkreis in Serie mit einem Elektrogerät geschaltet. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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