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Strommessung

Bei einem komplexen Problem bietet es sich an, die Effekte nacheinander, einzeln und unabhängig voneinander zu betrachten. Deshalb setzen wir für die Betrachtung der Strommessung zunächst wieder eine ideale Spannungsquelle am Eingang an. Erst ganz am Ende betrachten wir alle Effekte zusammen.

Wir brauchen ein Amperemeter zur Strommessung. Ein ideales Amperemeter zur Strommessung weist einen Innenwiderstand von 0Ω auf. Damit fällt die gesamte Quellenspannung am Medium ab. Es gilt dann u_Medium = u_Ein. Sollte das Amperemeter einen InnenwiderstandR_A aufweisen, bildet sich ein Spannungsteiler mit der Medienimpedanz:

Medium aus RM und CM mit realem Amperemeter, das den Innenwiderstand RA aufweist

\[ \begin{gathered} u_{\mathrm{Medium}} = u_{\mathrm{Ein}} \cdot \frac{Z_{\mathrm{Medium}}}{R_A + Z_{\mathrm{Medium}}} \\[6pt] \text{Bei } R_A = 0\,\Omega \rightarrow u_{\mathrm{Medium}} = u_{\mathrm{Ein}} \end{gathered} \]

In der Vorlesung erarbeiten wir eine Schaltung zur Strommessung. Bitte lesen Sie für die Vorlesung folgende Kapitel als Vorbereitung:

Nicht invertierender Verstärker

Invertierender Verstärker

I-U-Konverter

Berechnen Sie als Vorbereitung anhand der Maschengleichungen die Ausgangsspannung folgender Schaltung in Abhängigkeit von beiden Eingangsspannungen:

Invertierender Verstärker mit R1 und R2, dessen nicht-invertierender Eingang an der Spannung UV liegt

\[ \text{Musterlösung: } u_{\mathrm{Aus}} = \left(1 + \frac{R_2}{R_1}\right) U_V - \frac{R_2}{R_1} \cdot u_{\mathrm{Ein}} \]