Zuerst demonstriere ich in einem einfachen Versuche, wie ein Drehspulmessgerät funktioniert. Danach zeige ich, wie man Wechselstrom misst und wie ein Dreheisenmessgerät funktioniert.
Was ist Strom, was ist Spannung?
Wie kann man beide physikalischen Größen messen?
Versuch: Wie funktioniert ein Drehspulmessgerät?
Wir stellen eine Drehspule in ein Magnetfeld. Was geschieht, wenn wir Strom durch die Spule leiten?
Wenn Strom durch die Spule fließt, wird diese magnetisch. Sie hat dann einen Nordpol und einen Südpol. Der Südpol der Spule wird vom Nordpol des Magneten angezogen. Der Nordpol der Spule wird vom Südpol des Magneten angezogen. Der Draht, an dem die Spule hängt, möchte diese dann wieder in die Ausgangslage zurückdrehen. Deshalb dreht die Spule sich. Je stärker der Strom, desto größer die Drehung.
Das ist das Grundprinzip eines Strommessgerätes. Weil sich im Magnetfeld des Hufeisenmagneten eine Spule dreht, heißt ein solches Messgerät Drehspulmessgerät.
Bei einem Drehspulmessgerät wird der Strom der Spule über zwei Federn zugeführt. Wenn Strom durch die Spule fließt, verdreht sie sich. Dabei spannt sich die Feder. An der Spule ist ein Zeiger angebracht, der die Größe des Stromes anzeigt.
Was geschieht, wenn wir Wechselstrom statt Gleichstrom durch die Spule schicken?
Eine Drehspule reagiert nur auf Gleichstrom. Bei Wechselstrom ändern sich die Pole der Spule ständig. Deshalb dreht sie sich nicht.
Wie können wir Wechselstrom messen?
Versuch
Spule mit zwei Nägeln wird von Gleichstrom, bzw. von Wechselstrom durchflossen. Beide Nägel werden immer gleich magnetisiert. Deshalb stoßen sie sich ab.
Wie funktioniert ein Dreheisenmessgerät?
Wechselstrom kann man mit einem Dreheisenmessgerät messen. Dabei ist ein Eisen fest in der Spule angebracht, das andere Eisen ist drehbar gelagert. Wird die Spule magnetisch, so dreht sich das drehbar gelagerte Eisen von dem fest angebrachten Eisen weg. Ein Zeiger zeigt dann die Stärke der Ablenkung an.
Das Magnetfeld einer Spule ist umso stärker, je größer der Strom in ihr ist. Dies nutzt man für Messgeräte aus. Beim Drehspulinstrument wird eine Spule im Feld eines Dauermagneten verdreht. Die Drehung erfolgt gegen Spiralfedern. Im Dreheiseninstrument werden in einer Spule zwei Eisenstücke magnetisiert und stoßen sich ab. Eins ist am Zeiger befestigt und verdreht diesen.
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