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Was ist der Unterschied zwischen idealer und realer Strommessung?

Antwort #1

Level 2 (ohne höhere Mathematik)
Beantwortet von
Schaltkreis für eine Strommessung
Strommessung - einfacher Schaltkreis.

An eine reale Stromquelle (sie hat einen Innenwiderstand), die den Strom \(I\) vorgibt, wird ein Verbraucherwiderstand \(R\) angeschlossen. Bei einer realen Stromquelle hängt der Strom \(I\) von der Wahl des Verbraucherwiderstands ab:

Strom ist gleich Spannung pro Widerstand
Anker zu dieser Formel

Um nun zu messen, wie groß der Strom durch den Verbraucherwiderstand \(R\) fließt, muss ein Strommessgerät (Amperemeter) in Reihe mit diesem Verbraucherwiderstand geschlossen werden. Im Fall eines realen Strommessgeräts hat dieser einen Innenwiderstand \(R_{\text A}\). Dadurch wird der Strom \(I\) aber verfälscht, denn dieser wird durch das dazu geschaltete Amperemeter verkleinert:

Strom mit angeschlossenem Amperemeter
Anker zu dieser Formel

Das Verhältnis von Gl. 1 und Gl. 2 gibt den Faktor \(F\) an, um den der gemessene Strom 2 vom tatsächlichen Strom 1 abweicht:

Verhältnis des Strom mit und ohne Strommessgerät
Anker zu dieser Formel

Um also möglichst eine zuverlässige Strommessung zu haben, muss der Innenwiderstand des Amperemeters möglichst klein sein. Oder äquivalent dazu sollte der Verbraucherwiderstand, durch den der Strom gemessen wird, viel größer sein als der Innenwiderstand des Amperemeters: \( R \gg R_{\text A}\).

Unterschied zusammengefasst!

Ein ideales Strommessgerät hat im Gegensatz zum realen Strommessgerät keinen Innenwiderstand: \( R_{\text A} = 0 \). Somit verfälscht es nicht die Strommessung.