Amperemeter

Ein Amperemeter dient zur Messung elektrischer Stromstärken (in Ampere). Es besteht aus dem eigentlichen Messwerk, das die Stromstärke in eine Anzeige (Zeigerausschlag) umwandelt, und ggf. aus einem Nebenschlusswiderstand, der zur Anpassung an den gewünschten Messbereich dient.

Schaltzeichen eines Amperemeters
Schaltzeichen eines Amperemeters

Als Messwerk kommen neben digitalen Messwerken (Analog-Digital-Wandler) vor allem Drehspulmesswerke und Dreheisenmesswerke zum Einsatz, für hohe Stromstärken auch noch Hitzdrahtmesswerke.

Benutzung: Zur Strommessung muss der zu messende Strom durch das Messgerät fließen. Dazu muss (außer im Falle eine Zangenamperemeters) die betreffende Leitung aufgetrennt und über das Messgerät umgeleitet werden. Die Messung erfordert also einen Eingriff in die zu untersuchende Schaltung. Aus diesem Grunde wird sie häufig durch eine Spannungsmessung mit einem Voltmeter ersetzt.

Messbereich: Das Messwerk hat konstruktionsbedingt einen maximalen Ausschlag bei einer bestimmten maximal möglichen Stromstärke I_max. Zugleich besitzt es einen Eigenwiderstand (Innenwiderstand R_i). Das bedeutet, wenn die maximale Stromstärke fließt, liegt eine gewisse maximal mögliche Spannung an, die sich nach dem Ohm'schen Gesetz zu

U_max = R_i · I_max

berechnet. Bei Überschreiten der maximalen Spannung bzw. der maximalen Stromstärke kann das Messwerk überlastet werden. Auf der zugehörigen Skala entspricht die maximale Stromstärke dem Vollausschlag.

Zur Anpassung an den gewünschten Messbereich wird zum Messwerk parallel ein Nebenschlusswiderstand (Shunt) R_s geschaltet, der den Teil des Stroms aufnimmt, der nicht durch das Messwerk fließen soll.

Messbereichserweiterung eines Strommessers

Man berechnet ihn so, dass beim gewünschten Vollausschlag I der Anteil I_max durch das Messwerk und der Rest I_s = I - I_max durch den Shunt fließt.

Beispiel: Das Messwerk hat einen Innenwiderstand R_i = 200 Ω und seinen Vollausschlag bei I_max = 0,002 A (2 mA). Es soll für einen Messbreich von 0,01 A (10 mA) eingesetzt werden. Dann müssen bei Vollausschlag 0,002 A durch das Messwerk und I_s = 0,01 A - 0,002 A = 0,008 A durch den Shunt fließen. Die maximale Spannung ist U_max = 200 Ω · 0,002 A = 0,4 V. Damit bei 0,4 V durch den Shunt 0,008A fließen, muss sein Widerstandswert R_s=U_max/I_s = 0,4 V/0,008 A = 50 Ω betragen.

Siehe auch Voltmeter, Ohmmeter, Genauigkeitsklasse