Vorwort: Diese Lektion ist bewusst für Laien gedacht und einfach gehalten. Sie entspricht nicht dem korrekten technischen Wortschatz und dient zu einfachen Erklärung. Deshalb erlaube ich mir kleine Ungenauigkeiten in der Beschreibung. Experten mögen mir das nachsehen.
Mit einen Zangenamperemeter kann man wunderbar Ströme in einem Kabel messen, ohne dass man dabei das Kabel "öffnen" muss. Heute möchte ich euch zeigen, wie das geht und auf was man achten muss.
Grundlagen:
Warum kann man Ströme mit einen Zangenamperemeter (nachfolgend ZA genannt) messen, obwohl man das Kabel nicht öffnet oder gar berührt?
Hier seht ihr einen Kompass über den ein Kabel läuft. Durch das Kabel läuft gerade kein Strom. Somit schlägt der Kompass schön nach Süden aus.
Nun halte schalte ich mal den Verbraucher an und lasse somit Strom durch das Kabel laufen.
Huch, die Nadel des Kompass schlägt ja aus.
Warum dieses?
Ganz einfach. Immer wenn Strom durch ein Kabel läuft, baut sich um das Kabel ein Magnetfeld auf.
Der Kompass registriert dieses Magnetfeld und schlägt aus. Mit einen Kompass könnte man also tatsächlich messen, ob Strom durch ein Kabel läuft. Nur wie viel Strom da läuft kann man so nicht messen. Und kleine Ströme auch nicht, weil da die Magnetfelder sehr klein sind.
Und weil das so ist hat ein schlauer Mensch einen elektronischen Kompass gebaut. Dieser ist extrem empfindlich und kann selbst schwächste Magnetfelder messen. So sieht dann eine Messung aus.
Wie man es macht:
Ganz einfach. Man öffnet die Zange durch drücken des Hebels (im meinem Fall oben) hält es um das Kabel und schließt die Zange wieder. Und schon misst das Messgerät den laufenden Strom. Dabei ist es eigentlich egal, wie schräge das Kabel durch die Zange läuft.
Wie man es nicht machen darf:
Hier sehr ihr einen klassischen Messfehler. Ein Kabel führt den Strom von unten nach oben durch die Zange, das andere von oben nach unten. Das Messgerät zeigt 0A obwohl noch immer der gleiche Strom läuft. Warum? Weil sich die beiden gegensätzlichen Magnetfelder gegeneinander aufheben.
Was lernen wir daraus:
Zwar könnte man das ZA über einen ganzen Kabelbaum stecken, doch erhält man als Ergebnis die Differenz aller zu- und rücklaufenden Ströme. Deshalb sollte man mit einem ZA immer nur ein Kabel messen.
Sonstige Messfehler:
Man soll das ZA nach der 0-Eichung (kommt später) nicht mehr bewegen und es genauso "hängen" lassen wie man es eingehängt hat. Denn fremde Magnetfelder können das Ergebnis verfälschen.
Hier ein Beispiel:
Obwohl immer noch die 2,34A von vorher laufen, zeigt das Instrument nur noch 1,4A an, weil ein Magnet (siehe Zange) ein zusätzliches Magnetfeld verursacht, welches das Magnetfeld des Kabels verfälscht und in diesem Fall abschwächt. . Hätte ich den Magnet anders herum drangehalten, würde es es jetzt 3,7A anzeigen, weil es dann das Magnetfeld verstärkt hätte.
Und weil es immer und überall irgendwelche Magnetfelder gibt, zeigt so ein ZA mit dem Einschalten immer irgend einen Strom an, den es gar nicht gibt. Deshalb hat so ein ZA einen "ZERO" Taste, die dieses korrigiert.
So macht man eine gültige Messung:
1) ZA einschalten und auf Gleichstrom (meist A=) schalten.
2) ZA in den Messbereich bringen. Ihr könnt es ruhig ans Kabel halten. Magnetfelder außerhalb der Zange stören nicht. Ihr dürft es aber noch nicht ums Kabel machen, weil ja schon Strom laufen könnte.
3) ZERO-Taste drücken. Jetzt wird das momentan störende Magnetfeld weg gerechnet und das ZA zeig 0A an.
4) Jetzt ums Kabel halten und Position nicht mehr verändern.
Ab jetzt könnt ihr die Ströme messen. Na, das war doch einfach!
Noch ein paar Tipps:
1) Obwohl es egal ist ob das Kabel gerade oder schief durchs Kabel läuft solltet es nicht im inneren Bereich der Zange aufliegen (Also da, wo das "Scharnier" zum Öffnen ist) . Dort ist der Magnetsensor (Hallsensor), der bei billigen ZA und geringen Strömen entgegen der Theorie eben doch kleine Messfehler verursachen kann.
2) Die Genauigkeit einen ZA liegt real bei 3-5%. Also immer noch akzeptabel.
3) Für geringe Ströme (<1A) UND bessere Genauigkeiten ist ein Multimeter besser. Aber meist spielt es doch keine Rolle ob die Pumpe 4A oder 4,1A anzeigt.
Wo liegen nun die Vorteile eines ZA:
Einfachste Art der Messung. Man muss nichts berühren, man muss keine Leitung auftrennen, man arbeitet völlig Spannungsfrei und sicher.
Wo liegen die Nachteile:
Ein ZA ist besonders bei geringen Strömen nicht sonderlich genau. Zwar kann man je nach Gerät ab 20mA messen, doch die Ergebnisse sind wenig genau. Kriechströme kann man so nicht finden.
Ein ZA ist empfindlich gegen fremde Magnetfelder, weshalb man es nach einer Eichung nicht mehr wesentlich bewegen sollte.
Es gibt ZA für Wechsel- und Gleichstrom. Wenn, dann kauft ihr bitte gleich das welches auch Gleichstrom (also alles, was von der 12V Batterie kommt) kann.
Und zuletzt ein Test, ob ihr es verstanden habt:
Ich will wissen, wie viel Strom mein Föhn verbraucht. Also klemme ich das ZA einfach um das Stromkabel und messe.
1) Geht das und was zeigt es an? Bitte keine Antwort von Experten, ich will ja bewusst die "Laien" fragen, ob sie es kapiert haben.
Ich hoffe, es war für euch hilfreich und ihr traut euch jetzt auch mal eine ZA-Messung zu. Ein günstiges ZA ( 20€ ) , welches auch Gleichstrom kann, hat lahmeente hier gefunden: Link zum eBay Artikel Für unsere Zwecke ist es wohl ausreichend und mit 30€ enorm günstig.
Raidy
