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Meßgeräte, Ermittlung von Widerständen
Aufgabenstellung
· Messung von Widerständen mit Multimetern als Ohmmeter und Ermittlung der dabei auftretenden Spannungen und Ströme
· Messung von Widerständen Mithilfe einer Spannungs-/Stromrichtigen Meßanordnung bzw. Korrekturrechnung.
1. Ermittlung der Meßspannungen und -ströme von Ohmmetern
Zuerst wurde bei den eingesetzten Multimetern die für die Widerstandsmessung verwendeten Spannungen und Ströme ermittelt, die Meßbereiche aller Multimeter wurden vorher abgeglichen.
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Meßgerät als Ohmmeter |
Meßgerät für Strom-/Spannungsmessung |
Meßbereich |
Spannung U |
Strom I |
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P1 |
P2 |
x1W |
1.60V |
5.14mA |
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x10W |
1.60V |
50.5mA |
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P2 |
P1 |
x10W |
1.68V |
1.45mA |
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x100W |
1.13V |
0.15mA |
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x1kW |
0.3V |
15mA |
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x10kW |
0.035V |
Ausschlag zu gering für sinnvolle Ablsg. |
Bemerkungen: Bei P1 für die Strom-/Spannungsmessung war der Zeigerausschlag im 1kW-Bereich von P2 bereits im unteren Drittel der Skala und im 10kW-Bereich kaum noch sinnvoll ablesbar.
2. Direkte Messung der Widerstände
Vor der Messung müssen besonders analoge Ohmmeter abgeglichen werden.
Es wurden 4 Widerstände mit allen Multimetern gemessen:
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Benennung |
Wert laut Aufschrift |
Messung mit P1 |
Messung mit P2 |
Messung mit P3 |
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0.47W |
1) |
1) |
1.04W |
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270W |
240W |
264W |
264W |
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150kW |
160kW |
151W |
148.8W |
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8.2MW |
1) |
1) |
8.34MW |
1) nicht sinnvoll ablesbar
Des weiteren ist zu beachten, daß die Polung eines analogen Meßgeräts bei der Widerstandsmessung vertauscht ist.
3. Strom-/Spannungsrichtiger Messung bzw. Korrekturrechnung
Spannungsrichtige Meßmethode Stromrichtige Meßmethode
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Benennung/Wert |
U/I-Richtig |
Meßgerät f. U |
Meßgerät f. I |
Spannung |
Strom |
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U |
P2 |
P3 |
10V |
2.08mA |
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U |
P3 |
P2 |
10.05V |
2.19mA |
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I |
P2 |
P3 |
10V |
1.21mA |
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I |
P3 |
P2 |
10.09V |
1.19mA |
Direkte Berechnung
a) P2 für U, P3 für I
b) P2 für I, P3 für U
Mit Korrekturrechnung
Spannungsrichtige Messung:
(P3 für U, P2 für I)
...Meßgerätewiderstand
P3, Voltbereich
(Ohne Korrektur:
)
Um bei der Messung Übergangs- u. Leitungswiderstände zu verringern, empfiehlt sich folgende Anordnung:
4. Interpretation
Punkt 1 Ermittlung der Meßspannungen und -ströme von Ohmmetern
Bei analogen Multimetern sind die Ströme und Spannungen in den verschiedenen Widerstandsbereichen unterschiedlich. In den höheren Ohm-Bereichen nehmen Spannung und Strom ab. Bei digitalen Geräten wird eine Konstantstromquelle benutzt.
Punkt 2 Direkte Messung der Widerstände
Sehr geringe oder große Widerstände sind besonders bei den Analoggeräten problematisch.
Die große Abweichung von R1 vom aufgedruckten Wert ist vermutlich auf Übergangswiderstände zurückzuführen.
Punkt 3 Strom-/Spannungsrichtiger Messung bzw. Korrekturrechnung
Bei der Messung über Strom u. Spannung können systematische Fehler auftreten, die man durch eine Korrekturrechnung oder eine 2. Messung korrigieren sollte. Dieses Problem besteht vor allem bei sehr großen bzw. kleinen Widerständen.
Bei der Direkten Berechnung, Punkt a) ist der etwas zu kleine Wert (1%) auf die schlechte Ablesbarkeit des Analogmultimeters zurückzuführen.
