Grundsatzfrage Strommessung

Moins
Mal ne kurze Grundsatzfrage zur Strommessung:
Shunt:
Der Spannungsabfall am Shunt wird gemessen und daraus der fließende Strom berechnet.
Die Betriebspannung verringert sich um den Spgsabfall, es entsteht eine Verlustleistung.
Magnetfeld:
Das den Leiter infolge Stromfluß umgebende Magnetfeld wird gemessen. Dadurch wird zwar auch eine geringe Leistung ausgekoppelt, aber die Spannung bleibt gleich.
Richtig so???

Hi,

würde ich für Gleichstrom so unterschreiben. Dort wird ja quasi leistungslos gemessen. Bei Wechsestrom, wo der Stromwandler ja wie ein Trafo wirkt, würde ich nicht ausschließen, dass etwas Spannung an der "Primärspule" verlustig geht.

Hall-Sensoren koppeln auch bei Wechselstrom keine (wirklich messbare) Leistung aus und funktionieren auch bei Gleichstrom.

Jaaa, fast... Da der Leiter (um den sich des Magnetfeld ausbildet), auch noch einen Widerstand hat, wird auch bei dieser Methode ein Spannungsabfall (->Leistungsverlust) vorhanden sein. Der ist aber auch vorhanden, wenn du nicht misst, d.h. diese Art der Strommessung benötigt keine "zusätzliche aufzuwendende" Leistung. Bei Supraleitern und Gleichstrom (durch die Dinger will man auch keinen Wechselstrom schicken ) sollte das tatsächlich "verlustlos" funktionieren.

Edith meint: Bei Wechselstrom ist das eine andere Sache: Du baust damit immer eine Art von Transformator, der mindestens die Leistung aus dem Leiter "abzapft", die du für die Messeinrichtung benötigst -> Spannungsabfall.

Bei der Messung von Gleichstrom per Hallsonde wird theoretisch keine Leistung als dem Stromkreis entnommen. Der Leistung für das Messwerk kommt aus der Versorgung der Sonde.
Bei Wechselstrom sieht das genauso aus, allerdings ist der Unterschied, dass man durch den Kern eine Induktivität in den Leiter einfügt. Theoretisch wird ebenfalls keine Leistung entnommen, aber die Spannung an der Last reduziert sich durch den induktiven Widerstand, der in Reihe liegt.
Wird ein Stromwandler genutzt, ist die induktive Komponente nur sehr gering, aber dafür wird hier im einzigen Fall Leistung ausgekoppelt.
In generell gilt aber: Der Spannungsfall bei Messung mit einer Stromzange ist bei 50Hz und handelsüblichen Spannungen zu vernachlässigen.

übrigens, stromwandler werden im kurzschluß betrieben. wenn man diese nicht mit einem strommesser (amperemeter) verbindet, muß man diese kurzschließen, damit diese nicht kaputt gehen. also wird doch irgendwie etwas spannung abgezweigt

lg axel

Stromwandler "Transformieren" den Messwiderstand am Ausgang in die zu messende leitung.

Hab ich also nen Stromwandler mit 1mOhm Messwiderstand und 1:10 widungsverhältniss ist das das selbe, wie ein 0.1mOhm widerling direkt in der Leitung.

Das die Kaputtgehen im leerlauf wär mir aber neu - wmgl. durch Überspannung?

Genau das ist der Fall. Der verwendete Kern hat eine sehr hohe Permeabilität. In Verbindung mit der bei AMTLICHEN Stromwandlern hohen Windungszahl der Sekundärwicklung kommt da bei 50Hz schon ne gewaltige Spannung zusammen. Wenn man jetzt noch höhere Frequenzen hinzufügt (Schaltvorgänge, Gleichrichter+Elko, Phasenanschnitt oder gar nen Ausgang von einer HF-Störkanone (FU)), ist die Katastrophe komplett. Hier sind Rogowskispulen im Vorteil.

Alternativ würden irgendwelche Leistungszenerdioden am Ausgang sicher helfen, warum ist da sowas eigentlich nicht drin?


Fast. Eine 1:10 Übersetzung verzehnfacht die Spannung und zehntelt den Strom. Der Widerstand wird also 1:100 übersetzt.
Impedanzen folgen am Trafo dem Quadrat der Windungszahlen.
Also entspricht ein 1mΩ Messeisen am 1:10 Wandler einerm 0,01mΩ Widerstand in der Leitung.

So schnell geht ein Stromwandler nicht kaputt. Wenn er nicht völlig ahnungslos/chaotisch überdimensioniert wurde, geht der Kern rechtzeitig in die Sättigung und verhindert den unendlichen Spannungs(entnahme)anstieg.

Außer den bereits erwähnten Hallsensoren (dazu morgen noch ein paar Details) sind für Meßzwecke inzwischen in Dickfilmtechnik realisierte Fluxgate-Sensoren erhältlich.

Interessantes Gerät. Wieviel mag so etwas wohl kosten?

Kleiner Denkfehler:

Bei einer Übersetzung von 1:10 ist die Spannung 1/10 der Eingangsspannung, deshalb fliesst auch nur 1/10 des Stromes.
Zusammen ist das 1/100 des Widerstandes! Der Widerstand transformiert sich quadratisch mit den Verhältnis!

Ein 1mOhm Messwiderstand wäre also wie ein 10uOhm Widerstand auf der Primärseite.

Wobei 1mOhm Messwiderstand utopisch ist. Eine Leitung mit 1m Länge und 1.5mm2 hat schon 12mOhm ...
Ich würde den Widerstand der Sekundärwicklung eines Wandlers plus Leitung plus Messwiderstand als deutlich höher schätzen.

Eddie: Hab zu spät gesehen, dass das Thema schon abgehandelt wurde...