das Ohmsche Gesetz "U = R * I" ist bekannt. Voltmeter messen "U". Amperemeter messen "I".
Unsere elektronischen Messgeräte können das besonders gut. Ihnen genügen z.B. schon 200mV für Vollausschlag im empfindlichsten DC-Spannungsmessbereich.
Wenn ich mit einem billigen DVM Gleichstrom messe, so messe ich letztlich den Spannungsbfall an einem "Shunt"-Widerstand. Will ich beispielsweise 2A Vollausschlag messen, so muss der Shunt einen Wert von R = U / I = 0.2V / 2A = 0.1 Ohm haben. Will ich dagegen 2mA Vollausschlag messen, so muss der Shunt 100 Ohm haben. Und bei 2uA benötige ich 100 kOhm.
Soweit ist das alles kalter Kaffee.
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Weniger bekannt ist, dass auch die Spannungsmessung parallel zu einem Widerstand erfolgt. Der heißt nun allerdings nicht "Shunt" sondern "Innenwiderstand". Und statt der o.a. Werte wird er bei vielen Geräten mit 10 Megohm angegeben (man kann ihn sogar messen, wenn man ein zweites Messgerät besitzt).
Nun kommt der Kniff. Welche Ströme kann ich eigentlich messen, wenn ich den 10 Megohm Innenwiderstand mal als "Shunt" betrachte und das DVM auf 200mV Vollausschlag einstelle und mir den bei einer angezeigten Spannung fließenden Strom ausrechne?
Wir rechnen I = U / R = 0.2V / 10 Megohm = 20 NANO-Ampere für Vollausschlag. Ein 3-stelliges DVM kann also noch 20 PICO-Ampere nachweisen.
"Hups?! Aber das geht doch nicht. Das muss doch wackeln und zittern?"
Nö. Es wackelt und zittert nicht mehr, als es schon immer im 200mV DC-Spannungsmessbereich gewackelt und gezittert hat. Denn wir messen ja weiterhin nur 200mV DC-Spannung. Wir rechnen nur um. Und Mathematik wackelt und zittert nicht.
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Ich nehm mir ein elektronisches Philips-Zeigerinstrument und stelle es auf den kleinstmöglichen Spannungsmessbereich von 100mV und messe den Innenwiderstand:
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Ich baue einen Stromkreis aus dem 100mV/20Megohm-Gerät, einer 1.5V Batterie und zwei Klemmen, die ich aber noch offen lasse:
Nun verbinde ich eine in Sperrrichtung gepolte 1N4148 mit den offenen Klemmen:
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Viel Spaß beim Messen von hustenden Elektronen...
Wolfgang
