Mir ist folgende theoretische Aufgabe leider nicht ganz klar: Wenn ich bei einem belasteten Spannungsteiler den Strom und die Spannung am Lastwiderstand messen möchte, bei welcher Auslegung habe ich dann den geringsten Messfehler aufgrund des Multimeters? - bei R1,R2,RL mit einigen Ohm - bei R1,R2,RL im kOhm Bereich - bei R1,R2,RL im MOhm Bereich Wenn ich sie groß wähle, dann fällt an den Widerständen im Vergleich zum Innenwiderstand des Amperemeters ja viel mehr Spannung ab ist --> geringster Fehler bei der Spannungsmessung. Doch wenn ich sie sehr klein wähle, dann fließt weniger Strom durch das Voltmeter --> geringster Fehler bei der Spannungsmessung. Kann man da jetzt überhaupt sagen was richtig ist? Oder ist die Strommessung kritischer als die Spannungsmessung und es sollten möglichst große R verwendet werden? Vielen Dank!
Andreas schrieb: > Kann man da jetzt überhaupt sagen was richtig ist? Wenn du die Eigenschaften deiner Messgeräte kennst, ist es doch kein Problem die als Schaltungsbestandteil mit zu berücksichtigen und anhand der angezeigten Werte den tatsächlichen Wert zu bestimmen. Zeige mal einen Schaltplan.
Anders rum: Das Messgerät hat einen gewissen Innenwiderstand, nur ein ideales Messgerät hätte unendlich viel Ohm - gibt es aber leider nicht. Das Messgerät wird beim Messen parallel zu R1 oder R2 geschaltet, und verändert somit den Spannungsteiler. Je geringer die Widerstandwerte des SPannungsteilers sind, umso weniger wirkt sich das Multimeter aus (ergibt sich aus der Formel für die Parallelschaltung): Rges = 1 / (1/Ra + 1/Rb)
Du hast das Problem erkannt und die Lösung eigentlich auch schon gefunden. Man muss die Eigenschaften des Messinstruments berücksichtigen.
Mein obiger Kommentar bezog sich auf die Spannungsmessung. Bei der Strommessung schaltest du dass Messgerät in Reihe zu RL. Ein Ideales Amperemeter hätte null Ohm Innenwiderstand. In der Praxis muss man leider mit Innenwiderständen von einigen Milliohm bis Ohm rechnen. Je größer RL ist, umso weniger Einfluss hat der Innenwiderstand des Amperemeters. Denn der Gesamtwiderstand auf RL und Amperemeter ist die Addition der beiden Widerstandwerte.
1 | R1 R2 |
2 | +Ub o---[===]---+---[===]---| GND |
3 | | |
4 | +-----(V)---| GND |
5 | | |
6 | (A) |
7 | | RL |
8 | +---[===]---| |
Also zusammengefasst: R1 und R2 möglichst klein, aber RL möglich groß. Dann hast du die geringsten Messfehler. Oder anders herum betrachtet: Man nimmt ein Voltmeter mit möglichst großem Innenwiderstand und ein Amperemeter mit möglichst geringem Widerstand.
Vielen Dank!! Ist mir jz alles klar soweit. Die Frage kommt aus einer Übung an der Uni aber dort konnte ich bei dem Beispiel keine andere Größenordnung des Lastwiderstandes wählen. Dort soll ich mich zwischen den 3 Größenordnungen aller Widerständen entscheiden und auch begründen warum.. Doch wie soll es da eine richtige Entscheidung geben, wenn gilt: "Also zusammengefasst: R1 und R2 möglichst klein, aber RL möglich groß. Dann hast du die geringsten Messfehler." ?
Andreas schrieb: > bei welcher Auslegung habe ich dann den > geringsten Messfehler aufgrund des Multimeters? ??? sortiere mal deine Worte des Multimeters -> Singular, also nur eines vorhanden? somit ist gleichzeitige Strom und Spannungsmessung nicht möglich, du kannst dich jedes mal umentscheiden ob spannungsrichtige Messung oder stromrichtige Messung. Willst du beides zur gleichen Zeit hast du eh andere Probleme, 1. nur ein Gerät vorhanden, 2. nur eine Möglichkeit gibt es, stromrichtige oder spannungsrichtige Messung. Man kann aber die Fehler vernachlässignbar minimieren, kommt auf die inneren Werte deines Multimeters an. Noch eine Frage, soll der Spannungsteiler stabilisieren?
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Bearbeitet durch User
Sry für meine ungenaue Ausdrucksweise! Gemessen wird gleichzeitig die Spannung und der Strom am Lastwiderstand mit 2 Multimetern. Nun stellen sich folgende Fragen: Annahme: R1,R2,RL müssen alle entweder im kOhm,Ohm oder MOhm Bereich liegen -Wie hochohmig sollen alle 3 Widerstände ausgelegt werden? -Wie sollen die Messgeräte angeordnet werden? Vielen Dank für eure Hilfe!
> Wie sollen die Messgeräte angeordnet werden? Das habe ich oben gezeichnet. > Wie hochohmig sollen alle 3 Widerstände ausgelegt werden? Kommt auf die Innenwiderstände der beiden Meßgeräte an. Wenn du diese beiden Werte hast, kannst du die Meßfehler bei allen drei Szenarien ausrechnen und das beste Ergebnis nehmen. Wobei ich einen Haken kommen sehe: Es könnte folgendes passieren: > bei R1,R2,RL mit einigen Ohm Spannungsmessung gut aber Strommessung schlecht. > bei R1,R2,RL im kOhm Bereich Beide Messungen schlecht. > bei R1,R2,RL im MOhm Bereich Strommessung gut aber Spannungsmessung schlecht. Dann hast du zwei Fälle die gleichzeitig gut und schlecht sind. Nach welchen Kriterien entscheidest du dann, welche der beiden die bessere ist? Verstehst du woraus das hinaus läuft? Du musst die beiden Messungen (Strom, Spannung) einzeln betrachten, um die Frage ordentlich zu beantworten.
So beeinflusst das Amperemeter die Spannungsmessung am wenigsten. Aber das Voltmeter wird mehr Spannung anzeigen, als tatsächlich an RL anliegt.
1 | R1 R2 |
2 | +Ub o---[===]---+---[===]---| |
3 | | |
4 | +-----(V)---| |
5 | | |
6 | (A) |
7 | | RL |
8 | +---[===]---| |
So beeinflusst das Amperemeter die Spannungsmessung mehr, dafür zeigt das Voltmeter jedoch die Spannung an, die an RL anliegt.
1 | R1 R2 |
2 | +Ub o---[===]---+---[===]---| |
3 | | |
4 | (A) |
5 | | |
6 | +-----(V)---| |
7 | | |
8 | | RL |
9 | +---[===]---| |
Wenn du die Leistung an RL messen sollst, ist die zweite Schaltung jedenfalls die bessere. Wenn du jedoch primär die Ausgangsspannung des Spannungsteilers messen sollst, dann ist die erste Schaltung die bessere. Auch hier gibt es kein einfach Antwort, welche Lösung richtig oder ideal ist. Es kommt darauf an, was du messen willst. Beide Varianten beeinflussen den Spannungsteiler jedenfalls annähernd gleich, sofern man davcon ausgeht, dass der Innenwiderstand des Amperemeters viel kleiner ist, als der Innenwiderstand des Voltmeters (was in der Regel der Fall ist). Jedoch wissen wir nicht, ob die Messgeräte dem Regelfall entsprechen.
Andreas schrieb: > Die Frage kommt aus einer Übung an der Uni ... Andreas schrieb: > Nun stellen sich folgende Fragen: > > Annahme: R1,R2,RL müssen alle entweder im kOhm,Ohm oder MOhm Bereich > liegen > > -Wie hochohmig sollen alle 3 Widerstände ausgelegt werden? > -Wie sollen die Messgeräte angeordnet werden? An der Uni solltet ihr in der Lage sein, die Messfehler auf Grund der nicht idealen Eigenschaften der Messinstrumente als Funktion der Widerstände auszudrücken. Bei gegebenen Messgeräteeigenschaften ergibt sich daraus, wie sich die Wahl der Widerstände auf die Fehler auswirkt.
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