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Stromwandler-Strommesszangen für Wechselstrom genauer betrachtet

4. Sept 2020 | Stromzangen
An interior view of a Fluke 325 clamp meter

Strommesszangen mit Stromwandler haben massive Backen aus Ferrit-Material. Jede der Backen ist mit Spulen aus Kupferdraht umwickelt. Während der Messungen bilden sie zusammen einen Magnetkern.

Das Funktionsprinzip ist wie bei einem Transformator. Der von den Zangen umfasste Leiter stellt die Primärwicklung dar. Die Spulen um die Backen bilden die Sekundärwicklung des Stromwandlers.

Der durch den Leiter fließende Strom erzeugt ein magnetisches Wechselfeld, das sich um den Leiter dreht. Dieses Feld wird vom Ferritkern der Zange gebündelt, wodurch ein Strom in der Sekundärwicklung des Messgeräts induziert wird. Die Stärke des Magnetfelds, das auf den Leiter (oder jede beliebige Oberfläche) wirkt, wird als Magnetfluss mit dem griechischen Buchstaben phi, Φm, bezeichnet.

Das Signal ist proportional zur Anzahl der Wicklungen. Aufgrund der Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung (die um die Klemmbacken der Zange gewickelten Spulen) im Verhältnis zur Primärwicklung fließt ein viel geringerer Strom am Ausgang der Sekundärwicklung.

Wenn die Sekundärwicklung beispielsweise 1000 Windungen hat, dann beträgt der Sekundärstrom 1/1000 des Stroms, der in der Primärwicklung fließt. So erzeugt z. B. 1 A im Leiter 0,001 A oder 1 mA am Eingang des Messgeräts. Mit dieser Technik können durch Erhöhen der Anzahl der Windungen in den Sekundärwicklungen viel höhere Ströme gemessen werden.

Intern kann der Stromfluss im Leiter entweder als Strom gemessen (bei einigen Stromzangen, die an den Stromeingang eines Digitalmultimeters angeschlossen werden) oder in eine Spannung umgewandelt werden. Die meisten Strommesszangen verfügen jetzt über interne mV-Messung.

Mit Stromwandler-Strommesszangen kann nur Wechselstrom gemessen werden.