Wie kann ein Multimeter Strom messen, während es parallel zum Element ist?

Wikipedia: ... für den Fall einer hypothetischen 1 mA, 500 Ω Bewegung

Das bedeutet, dass das Messgerät den Skalenendwert anzeigt, wenn 1 mA durch es fließt. Die Spannung über dem Messgerät wird sein$V = IR = 1m \cdot 500 = 500 \ \text {mV}$. Es wird also auch bei Anschluss an eine 500-mV-Spannungsquelle die volle Skala anzeigen.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Abbildung 1. Das Beispielmessgerät hat einen Innenwiderstand von 500 Ω und zeigt den Skalenendwert mit 1 mA durch.

... bei einem 1-A-Bereich würde der Shunt-Widerstand knapp über 0,5 Ω liegen.

^{Simulieren Sie diese Schaltung}

Abbildung 2. R1 „leitet“ den größten Teil des Stroms um das Amperemeter herum.

Um 1 A ohne Beschädigung des Messgeräts zu messen, müssen wir 499 mA um das Messgerät herumleiten, während 1 mA durch es fließt. Wir haben bereits berechnet, dass der Spannungsabfall über dem Messgerät 500 mV bei Vollausschlag beträgt, sodass wir R1 berechnen können als

Die Kombination aus Messgerät und Shunt wird immer in Reihe mit dem zu messenden Stromkreis geschaltet.

^{Simulieren Sie diese Schaltung}

Abbildung 3. Korrekte Messtechnik.

Aus den Kommentaren:

Sie müssen Ihr Multimeter in Reihe schalten, wenn Sie Strom messen. – Das Photon

Aber dieser Artikel spricht von etwas Parallelem – Shlok Vaibhav

Es beschreibt, dass das Messgerät parallel zum Shunt ist, der in Reihe mit dem zu messenden Stromkreis liegt . Hoffentlich ist das jetzt klar.

Das ist der betreffende Absatz:

Für analoge Strombereiche werden angepasste niederohmige Shunts parallel zum Messwerk geschaltet, um den größten Teil des Stroms um die Spule herum abzuleiten. Für den Fall einer hypothetischen Bewegung von 1 mA, 500 Ω in einem Bereich von 1 A würde der Shunt-Widerstand wiederum knapp über 0,5 Ω liegen.

Sie beschreiben die interne Funktionsweise des Zählers. Sie schalten das Messgerät selbst immer in Reihe mit dem Strom, den Sie messen möchten, sodass der gesamte Strom durch das Messgerät fließt.

Im Messgerät befinden sich zumindest bei digitalen Messgeräten ein Shunt-Widerstand und ein Voltmeter. Analoge Zähler sind von Natur aus Stromzähler, aber sie sind so ausgelegt, dass sie bei einem sehr kleinen Strom vollständig abgelenkt werden, sodass der Shunt den Strom teilt, sodass ein fester Teil durch die Zählerbewegung fließen kann (außer vielleicht im niedrigsten Gleichstrombereich). Ein typisches analoges Multimeter, realistischer, hätte eine Bewegung, die mit einigen zehn uA vollständig abgelenkt würde. Das abgebildete Sanwa- Meter hat eine Empfindlichkeit von 20.000$\Omega$/V, es handelt sich also um eine Bewegung mit 50 uA (Vollausschlag). Sie können auch sehen, dass der niedrigste DC-Strombereich 50 uA Vollausschlag beträgt.

Irgendwann fragen Sie sich vielleicht, wie ein Shunt den Strom aufteilt, wenn das zugrunde liegende Messgerät eine D'Arsonval-Bewegung mit beweglicher Spule ist. Idealerweise hätte das Parallelschalten eines Shunt-Widerstands keine Auswirkung (siehe Stromteilergleichung), aber real Zählerbewegungen haben einen erheblichen Innenwiderstand, sodass Sie die Bewegung mit einem Bruchteil dieses Widerstands überbrücken würden, und wahrscheinlich würden Sie zusätzlich zum Kupferwiderstand einen gewissen Widerstand hinzufügen. Und wenn dieser von Ihnen hinzugefügte Serienwiderstand zufällig einen leicht negativen Temperaturkoeffizienten hat, kann er den positiven Temperaturkoeffizienten der Kupferspule kompensieren.

Zur Strommessung sollte das Multimeter in Reihe mit dem zu testenden Stromkreis geschaltet werden. Normalerweise gibt es einen separaten Eingang für einen der Drähte, der in den internen Shunt-Widerstand des Multimeters eingehakt wird. Das Multimeter misst daher den Spannungsabfall über seinem eigenen internen Shunt-Widerstand und kann aus der Spannung und dem bekannten Widerstand den Strom berechnen.

Der zitierte Wikipedia-Artikel beschreibt einen Shunt parallel zu einer Meterbewegung. Ein analoges Messwerk ist ein Amperemeter. Der Shunt und der Widerstand eines Zählerwerks bilden einen Stromteiler. Für das Gesamtbild kann das Messwerk als Amperemeter mit dem Shunt außerhalb des Messgeräts verpackt werden. Zur Strommessung in einem Stromkreis bilden der Shunt und das Messgerät zusammen ein Amperemeter, das mit dem Stromkreis oder Teil eines Stromkreises, in dem der Strom gemessen werden soll, in Reihe geschaltet werden muss.

Das Bild unten zeigt ein Amperemeter (-500 - 0 - + 500 Mikroampere) und einen Shunt, der an einen Stromkreis angeschlossen ist.

Das analoge Multimeter verwendet ein D'Arsonval-Analog-Moving-Coil-Messwerk.

Das Meterwerk funktioniert nach dem Motorprinzip, bei dem Strom an eine Spule angelegt wird, die zwischen einem Permanentmagneten um einen Eisenkern gewickelt ist. Der Strom magnetisiert den Eisenkern und die Spule dreht sich proportional zum angelegten Strom. Dieser Strom wird durch den Strom begrenzt, der beispielsweise den Vollausschlag verursacht$I_{FSD} = 50 \mu A$.

Ein Strom größer als$I_{FSD}$würde dazu führen, dass die analoge Nadel am mechanischen Anschlag fixiert wird, wenn die Nadel versucht, sich auf die Libelle zu drehen.

Das betreffende analoge Multimeter kann also VDC, ADC, VAC, Ω, C, ± VDC messen. Jede Einstellung verwendet verschiedene Schaltungen, um die ausgewählte Skala umzuwandeln, um die entsprechenden 0 bis 50 μA zu erreichen.

Als Voltmeter wird das Messgerät parallel zur zu messenden Last geschaltet, aber intern ist das Messgerätwerk mit einem Widerstand in Reihe geschaltet, der den Großteil der Spannung absenkt und nur einen kleinen Anteil über die Messgerätbewegung zulässt.

Als Amperemeter wird das Messgerät in Reihe mit der Schaltung geschaltet, aber intern ist das Messwerk mit einem Shunt-Widerstand parallel geschaltet. Wenn das Messgerät auf 2,5 mA eingestellt ist und 2,5 mA angelegt werden, würden 2,45 mA durch den Shunt und 50 μA durch die Messgerätbewegung gehen.

Es wird also ein analoges Amperemeter in Reihe geschaltet, aber intern muss das analoge Messwerk parallel geschaltet werden, da der Strom den Vollausschlag verursacht$I_{FSD}$.

Die Regeln werden geändert, Sie können Strom ohne Reihenschaltung messen, Sie können Strom parallel messen wie die Spannung an einer Diode. Sie können Ihre Röhre als Strommessung ohne Reihenschaltung surfen. Sie können einen Beweis sehen.