Wie genau funktioniert ein Drehspulmessgerät?

Drehspulmessgeräte: Wofür sind sie da und wie funktionieren sie?

Drehspulmessgerät – gehört hast Du den Namen wahrscheinlich zuletzt im Physikunterricht in der Schule. Doch was genau machen diese Instrumente? Wie funktionieren Drehspulmessgeräte und was muss bei der Benutzung beachtet werden? Du erfährst es in den folgenden Zeilen.

Wofür wird ein Drehspulmessgerät genutzt?

Drehspulmessgeräte setzt man ein, um die elektrische Stromstärke zu messen. Es handelt sich dabei um äußerst empfindliche Messgeräte, die aus einem Dauermagneten mit drehbar gelagerter Spule inkl. Eisenkern bestehen sowie aus einer mit der Spule verbundenen Spiralfeder. An der Feder befindet sich ein Zeiger sowie eine Skaleneinteilung.

Die Arbeitsweise von Drehspulmessgeräten

Der kräftige Dauermagnet erzeugt ein Magnetfeld, in dessen Inneren sich eine eine drehbar gelagerte Spule befindet, die zwei Stromanschlüsse besitzt. Der zu messende Strom wird durch diese Anschlüsse durch die Spule geleitet. Dabei entsteht ein Magnetfeld um die Spule herum. Durch den Eisenkern wird dieses Feld zusätzlich verstärkt.

Nachdem der Stromfluss bewirkt hat, dass die Spule zu einem Magnet geworden ist, wirkt eine Kraft auf sie, die durch die Abstoßung und Anziehung der magnetischen Pole von Dauermagneten und Spule hervorgerufen wird. Die Spule wird durch diese Kraft aus ihrer Ruhelage gebracht, bzw. sie wird gedreht. Dabei ist die auf die Spule einwirkende Kraft zur Stromstärke proportional.

Die Spiralfeder hält die Spule zurück und kann sich unter diesen Umständen nicht in Richtung der Dauermagnet-Feldlinie ausrichten, sondern sie wird nur um einen bestimmten Winkel umgelenkt. Auch hier gilt, dass der Auslenkungswinkel in einem ausgewogenen Verhältnis zur Stromstärke steht.

Diese Tatsachen machen es möglich, dass sich eine nahezu gleichmäßig unterteilte Skala für die Messung verwenden lässt, an welcher der mit einer Feder verbundene Zeiger die Stromstärke als Zahlenwert anzeigen kann.

Drehspulmessgerät benutzen: Folgendes solltest Du beachten!

Drehspulmessgeräte sind ausschließlich für Gleichstrom geeignet. Insofern Du Wechselstrom damit anlegen würdest, hätte dies zur Folge, dass sich das Magnetfeld der Spule ständig umpolt. Aufgrund seiner Trägheit würde er sich nicht aus der Ruhelage heraus bewegen, sondern er würde lediglich leicht „zittern“. Insofern Du mit einem solchen Instrument auch Wechselstrom messen willst, muss zunächst der Wechselstrom gleichgerichtet werden. In modernen Drehspulmessgeräten erledigen dies integrierte Gleichrichter für Dich.

Zudem ist jedes Drehspulmessgerät nur für einen bestimmten Messbereich ausgelegt, was im Grunde mit seiner Wirkungsweise zusammenhängt. Erzeugt die Spule einen zu großen Stromfluss, dreht sie auch im Magnetfeld zu weit. Dies hat zur Folge, dass die Proportionalität von Stromstärke und Auslenkungswinkel nicht mehr gültig ist. Es kommt nicht nur zu möglichen Messfehlern, sondern die Spule kann durch eine zu extreme Stromstärke auch zerstört werden.