Wie laden Stromzangen einen Stromkreis?

Es ist üblich, beim Messen von Spannung mit einem Voltmeter oder mit einem Spannungstastkopf und einem Oszilloskop über das Laden eines Stromkreises zu sprechen. Es kann so gesehen werden, als würde eine Impedanz parallel zu dem Element geschaltet, dessen Spannung gemessen werden soll.

Ich verstehe jedoch nicht, auf welche Weise genau eine Stromsonde eine Schaltung belastet. Kann es als Impedanz in Reihe zum Zweig der zu messenden Schaltung angesehen werden? Wovon hängt der Wert der Impedanz ab?

BEARBEITEN:

Dank der Kommentare unten wurde mir klar, dass die Frage nicht spezifisch genug war. Der Mechanismus der Stromsonden, an denen ich interessiert bin, sind diejenigen, die im Grunde einen Transformator verwenden, um die Stärke eines Magnetfelds zu erfassen, das durch einen sich ändernden Strom im Stromkreis verursacht wird. Etwas wie das:

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Wie laden diese eine Schaltung? Wenn der Sonde ein Hall-Effekt-Gerät hinzugefügt wird, um auch Gleichstrom zu erkennen, ändert sich dann der Mechanismus, mit dem es die Schaltung lädt?

Möglicherweise erhalten Sie nützlichere Antworten, wenn Sie Ihre Frage bearbeiten, um ein Beispiel für die Art der Stromsonde zu geben, an die Sie denken. Ein Foto und ein Link zu einem Datenblatt würden es weiter verbessern.
@Transistor Ich wusste nicht, dass es viele Typen gibt, nur AC und AC + DC. Meinst du das oder gibt es eine andere Einteilung? Ich interessiere mich nicht speziell für eine bestimmte Sonde, ich habe mich gefragt, ob es vielleicht eine einfache Intuition wie bei passiven Spannungssonden gibt.
Die wichtigsten sind Hall-Effekt-Sensoren, magnetisch gekoppelte Sonden und auf Shunt-Widerständen basierende Sonden. Die Mechanismen, mit denen sie die Schaltung belasten, sind unterschiedlich.
@ThePhoton Die einzigen, die ich kenne, sind die in Tektroniks ABC of Probes beschriebenen . Ich werde die Frage bearbeiten, um speziell nach diesen zu fragen.
Das Hinzufügen einer Ferrithülse erhöht die Induktivität und begrenzt durch höhere Impedanz die Bandbreite des Sensors. Normalerweise wird jedoch eine Hülse mit Luftspalt für Wechselstrom mit niedrigerer Induktivität und ein Ferrit ohne Spalt für eine Reaktion bis hinunter zu Gleichstrom verwendet, der Entmagnetisierungsfunktionen und Nullabgleich aufweist.

Antworten (2)

Ich wusste nicht, dass es viele Typen gibt, nur AC und AC+DC. Meinst du das oder gibt es eine andere Einteilung?

Es gibt mehrere gängige Techniken zum Messen von Strom. Die Standardterminologie ist die „Belastung“, die der Zähler auf den Stromkreis legt, und um den Belastungseffekt zu minimieren, sollte die Belastung so gering wie möglich gehalten werden.

Nebenschlusswiderstand

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Abbildung 1. Ein 500-A-100-mV-Shunt. Quelle: Rammeter .

  • Dieser wird mit der zu messenden Last in Reihe geschaltet.
  • Es verursacht einen kleinen Spannungsabfall und diese Spannung kann gemessen und nach dem Ohmschen Gesetz in Strom umgewandelt werden.
  • Shunts können zur Messung von AC oder DC verwendet werden.
  • Beachten Sie die zwei großen Schraubenlöcher für die Hochstromanschlüsse und die zwei kleinen Schrauben für die Spannungsmessanschlüsse, um Messspannungsabfälle über die Stromanschlussschrauben zu vermeiden.

Stromwandler

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Abbildung 2. Ein Stromwandler mit einem Standardausgang von 5 A. Quelle: TestGuy .

  • Die Primärseite des Stromwandlers ist mit der zu überwachenden Last in Reihe geschaltet und die Sekundärseite geht an einen Messkreis – früher typischerweise ein AC-Messgerät.
  • Sie funktionieren nur mit AC.
  • Die von der Schaltung gesehene Last ist die Sekundärlast dividiert durch das Windungsverhältnis im Quadrat.
  • Oft besteht die Primäre nur aus einer Windung.

Hallsensor

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Abbildung 3. Ein grober Hall-Sensor. Quelle: Connecting Industry .

  • Diese ähneln einem CT, enthalten jedoch einen Hallsensor im Ferritkern, der den von der Primärseite induzierten Magnetfluss misst und somit Wechsel- und Gleichstrom messen kann.

Siehe auch Rowgowski-Spulen und PCB-Strommesssonden für weitere interessante Lektüre.

Danke für die so ausführliche Antwort. Wenn also die Sonde beispielsweise in einen Spektrumanalysator geht, dessen Eingangsimpedanz 50 Ohm beträgt und die Sekundärseite 50 Windungen hat, während die Primärseite nur 1 Windung hat, würde die Belastung 1 Ohm betragen? Ist das richtig? Ändert sich im Fall des Hallsensors auch der Lademechanismus oder ist er derselbe wie bei den Just-AC-Sensoren?

Unabhängig vom aktuellen Sondentyp sind die Sonden magnetisch gekoppelt. Der Magnetsensor ist hochohmig und es geht sehr wenig Energie beim Erfassen des Magnetfelds des Drahts verloren.

Die meisten Stromsonden könnten als Induktivitäten oder Transformatoren modelliert werden, wobei die Impedanz von der magnetischen Kopplung zwischen den zu erfassenden Drähten abhängt. Da im Sensor fast kein Strom verloren geht (denn wenn es sich um einen Hall-Effekt handelt, ist er in einen Verstärker mit einem hochohmigen Eingang gelaufen. Wenn es sich um eine Spule handelt, ist er in fast allen Fällen auch in einen hochohmigen Verstärker gelaufen. ). Das Klemmenmaterial würde wahrscheinlich den größten Teil des Verlustes im System durch Widerstandserwärmung ausmachen.

Wenn es sich um eine Spule handelt, wird sie sicherlich nicht in einen Verstärker mit hoher Impedanz geleitet - sie wird in eine Last mit niedriger Impedanz geleitet.
Kannst du ein Beispiel geben? Alle Stromsonden, die ich gesehen habe, sind verstärkt (oder haben einen Hall-Effekt-Sensor)
Stromwandler benötigen einen niederohmigen Bürdenwiderstand. Dazu solltest du im ganzen Netz was zu finden sein.
Die CTs, die Hunderte von Ampere messen, tun das, nie benutzt.
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