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Shunt für Amperemeter berechnen
Hallo zusammen,
ich habe folgendes Problem zu dem ich fachliche Hilfe bräuchte:
Bei meinem Ford F100 (Bj. 68) ist ein Amperemeter verbaut. Bei Ford wurde damals der Widerstand für das Amperemeter irgendwo im Kabelbaum verbaut. Manche hatten gar keinen Shunt, hier wurde der Widerstand einfach mittels eines genau definierten Kabels erzeugt. Soweit so gut.... oder auch nicht.... Das Amperemeter (ist aber eins von Ford für dieses Fahrzeug) wurde nachträglich verbaut, und war nie angeschlossen. Der dazu benötigte Kabelbaum mit dem Shunt fehlt also. Dieser würde ja aber, wenn ich das richtig verstanden habe, eh nicht mehr stimmen, da die jetzige Lichtmaschine 130 Ampere liefert.
Wie kann jetzt berechnet werden, welchen Widerstand ich brauche, damit mein Amperemeter richtig anzeigt?? Ein anderes Amperemeter möchte ich keinesfalls verbauen, da das Fahrzeug in einem originalen Zustand ist, welchen ich auch nicht verändern möchte.
Gruß vom Ranchero65 der auf euer Fachwissen setzt.
Beste Antwort im Thema
Zitat:
@Bopp19 schrieb am 25. November 2016 um 10:37:37 Uhr:
Im übrigen wird ein schunt niemal in Reihe geschaltet (widerstandskabel) ,dies würde ja im Umkehrschluss bedeuten ,dass der Messstrom über da Messgerät fliessen würde und dieses zum Toaster umfunktioniert.
Mit dieser Aussage liegst du exakt falsch, und zwar deshalb, weil du den Shunt und das Messgerät durcheinander wirfst.
Ein Shunt wird in Reihe geschaltet. Immer. Man trennt die Leitung, deren Stromfluss gemessen werden soll, auf und klemmt den Shunt zwischen die beiden Enden der Trennstelle. Dadurch bildet man eine Reihe zwischen der Stromquelle, dem Shunt, und der Stromsenke. Das eigentliche Anzeigeinstrument, mit dem die am Shunt abfallende Spannung dann angezeigt wird, schließt man dann allerdings gerade nicht in Reihe, sondern parallel zum Shunt an.
Ob man am Ende die ganze Konstruktion nun so betrachtet, dass das Strom-Messgerät in Reihe oder parallel angeschlossen sei, hängt im allgemeinen Fall vor allem davon ab, ob man den Shunt als inneren Bestandteil des Messgeräts auffasst (wie z.B. bei einem analogen Multimeter mit umschaltbaren Strom-Messbereichen), oder als externes Messhilfsmittel, das aus einem Voltmeter ein Amperemeter macht.
Wir betrachten aber nicht den allgemeinen Fall, sondern den speziellen eines Ladestrom-Amperemeters im Auto. Dabei wäre es schon gefährlicher Irrsinn, diese hundert oder mehr Ampere, und auch die dafür benötigten Kabelstärken, vom Motorraum bis nach innen in den Schutzraum des Fahrers und wieder zurück umzuleiten. Also schaltet man dort vernünftigerweise einen separaten Shunt vorne in Reihe zwischen die dicken Kabel, und kann dann, mit sehr viel filigraneren Kabeln, und enorm reduzierter Brandgefahr im Innenraum, die Anzeige parallel zu diesem anschließen.
Das selbe gilt, wenn man ein schon vorhandenes Kabelstück als Shunt benutzt: der Einbau des Ampermeters besteht dann zwar vermeintlich im Herstellen einer Parallel- statt einer Reihenschaltung. Das bedeutet aber keineswegs, dass der Shunt nicht in Reihe geschaltet ist. Er war dann die ganze Zeit schon in Reihe; er hat nur bis dahin nicht als Shunt fungiert, sondern als Kabel.
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95 Antworten
Zitat:
@Ahlensier schrieb am 28. November 2016 um 00:24:53 Uhr:
Hier in der Diskussion wird übersehen, dass das Strommessgerät (Amperemeter), welches über einen Shunt einen Strom messen soll, kein Strommessgerät, sondern ein Spannungsmessgerät (Voltmeter) ist.
Und du übersiehts daß jedes Spannungsmeßgerät in Wirklichkeit ein Strommeßgerät ist. ;)
Gruß Metalhead
Allerdings mit einem idealerweise unendlich hohen Innenwiderstand.
Zitat:
@GaryK schrieb am 28. November 2016 um 11:17:35 Uhr:
Allerdings mit einem idealerweise unendlich hohen Innenwiderstand.
Richtig, aber das Leben stinkt. :D
Gruß Metalhead
Zitat:
@metalhead79 schrieb am 28. November 2016 um 08:39:32 Uhr:
Zitat:
@Ahlensier schrieb am 28. November 2016 um 00:24:53 Uhr:
Hier in der Diskussion wird übersehen, dass das Strommessgerät (Amperemeter), welches über einen Shunt einen Strom messen soll, kein Strommessgerät, sondern ein Spannungsmessgerät (Voltmeter) ist.
Und du übersiehts daß jedes Spannungsmeßgerät in Wirklichkeit ein Strommeßgerät ist. ;)
Gruß Metalhead
Bei jeder Spannungsmessung fließt ein Messstrom und bei jeder Strommessung ergibt sich am Messgerät ein Spannungsabfall. Demnach kann man beide Arten nennen wie man will.
Ausschlaggebend ist die Messgröße die erfasst wird. Beim Shunt ist die Messgröße der Spannungsverlust über den Shunt, also ist die Messanordnung eine Spannungsmessung. Der Spannungsverlust verhält sich proportional zum Strom durch den Shunt, daher wird auch die gemessene Spannung zur Kalibrierung des Vollausschlages am Messgerät herangezogen.
Wer es nicht glaubt kann z.B. hier nachlesen:
"Ein Shunt ist ein niederohmiger elektrischer Widerstand, der zur Messung des elektrischen Stromes verwendet wird (Messwiderstand). Der Strom, der durch einen Shunt fließt, verursacht einen zu ihm proportionalen Spannungsabfall, der gemessen wird."
https://de.wikipedia.org/wiki/Shunt_(Elektrotechnik)
Zitat:
@Ahlensier schrieb am 28. November 2016 um 14:52:56 Uhr:
Beim Shunt ist die Messgröße der Spannungsverlust über den Shunt, also ist die Messanordnung eine Spannungsmessung.
Schon klar, aber unterm Strich ist jede Messung eine Strommessung.
Wenn man sich das Drehspuleninstrument vorstellt ist das auch klar (ohne Strom, kein Magnetfeld und kein Ausschlag).
So zumindest hab ich das mal gelernt (und verschohne mich bitte mit Wikipedia-Wissen :D).
Wenn du parallel zum Shunt ein Strommessgerät hängst, kannst du natürlich auch den Gesamtstrom errechnen.
Gruß Metalhead
Zitat:
@metalhead79 schrieb am 28. November 2016 um 16:07:11 Uhr:
Wenn du parallel zum Shunt ein Strommessgerät hängst, kannst du natürlich auch den Gesamtstrom errechnen.
Nö, ein Spannungsmessgerät, das so hochohmig wie möglich sein sollte um den Messfehler klein zu halten.
(Ströme kann man nicht parallel messen sondern nur in einer Reihenschaltung.)
Zitat:
@amdwolle schrieb am 28. November 2016 um 16:22:01 Uhr:
Nö, ein Spannungsmessgerät, das so hochohmig wie möglich sein sollte um den Messfehler klein zu halten.
Wenn du den Innenwiderstand kennst und berücksichtigst gibt es gar keinen Meßfehler (völlig egal wie hoch oder niedrig der Innwiderstand ist).
Hauptsache mal "Nö" geschrieben.
Egal, ich kann das. Da aber nicht praxisrelevant, lassen wir es einfach bleiben.
Gruß Metalhead
Du gibst nicht auf, oder? :)
Ach so, bevor ich es vergesse:
Ohne Spannung kein Strom und ohne Strom keine Spannung.
Was war zuerst da, das Huhn oder das Ei... jetzt verzettele ich mich aber :) :)
Zitat:
@amdwolle schrieb am 28. November 2016 um 16:28:02 Uhr:
Du gibst nicht auf, oder? :)
Doch! Ich bin ja nicht für Bildung zuständig. :D
Zitat:
Ohne Spannung kein Strom und ohne Strom keine Spannung.
Was war zuerst da, das Huhn oder das Ei... jetzt verzettele ich mich aber :) :)
Strom war zuerst da, weil 1A experimentell festgelegt ist (zwei Parallele Leitungen die mit definierter Kraft angezogen werden, ...), Spannung ist nur eine abhängige Größe. ;)
Gruß Metalhead
Zitat:
Wenn du parallel zum Shunt ein Strommessgerät hängst, kannst du natürlich auch den Gesamtstrom errechnen.
Gruß Metalhead
Ja, das kann man. Ist aber in diesem Fall völlig uninteressant, weil die Höhe des Stromes über das Messgerät für die Auslegung des Shunt nicht benötigt wird.
Hatte ich schon weiter oben geschrieben, gerne nochmal.
Es ist R = U/I
Darin ist R der Shuntwiderstand, U der Spannungsabfall über den Shunt (gemessen bei Zeigervollauschlag) und I ist der maximale Strom über den Shunt den man gerne angezeigt hätte. Der Messstrom über das Messgerät wird nicht benötigt.
Sofern dieser vernachlässigbar klein ist. Da Parallelschaltung geht 1/R_ges = 1/R_Shunt + 1/R_instrument mit Instrument > > Shunt unter. Ist im 6V Instrument bereits ein Shunt verbaut (mag bei Oldtimern der Fall sein), könnte man den externen Shunt zwecks Adaption auf 12V sogar leicht berechnen....
Zitat:
@Ahlensier schrieb am 28. November 2016 um 00:24:53 Uhr:
Hier in der Diskussion wird übersehen, dass das Strommessgerät (Amperemeter), welches über einen Shunt einen Strom messen soll, kein Strommessgerät, sondern ein Spannungsmessgerät (Voltmeter) ist.
Das wurde nicht übersehen. Du allerdings hast übersehen, wo es diskutiert wurde.
Im Übrigen ist es, so stark, wie du es formulierst, falsch. Ein klassisches Zeigerinstrument ist immer beides: Voltmeter und Amperemeter. Die Funktion in beiden Betriebsarten hängt über den Innenwiderstand des Messgeräts untrennbar zusammen. Wenn man wirklich eine von beiden Bezeichnungen vorziehen will, dann wäre das die als Amperemeter, denn der Zeiger wird nun mal von Magnetismus bewegt, und damit vom fließenden Strom.
Zitat:
Die Skala des Spannungsmessgerätes wird über die Höhe des gemessenen Spannungsabfalles und dem fließenden Strom über den Shunt von Volt auf Ampere umgeschrieben und entsprechend geeicht.
Wenn überhaupt, wird es kalibriert. Eichen darf nur das dazu bestellte Amt.
Zitat:
Eine Rechnung über die Parallelschaltung von Widerständen (Messgerät und Shunt) ist der falsche Ansatz und bringt kein Ergebnis, weil es nicht um die Aufteilung von Strömen und einem Ersatswiderstand, sondern um Spannungsmessungen geht.
Auch das ist, in dieser Stärke der Formulierung, falsch. Die Berechnung per Parallelschaltung funktioniert prima, sobald man sich von deiner fixen Idee gelöst hast, das Anzeigegerät müsse unbedingt als Spannungsmesser betrachtet werden. Dann hat man es mit einer Aufteilung des Messstroms in zwei Anteile proportional der Leitwerte von Shunt und Messgerät zu tun, der genau so funktioniert, wie der allseits bekannte Spannungsteiler mit Widerstandswerten. Bei Endausschlag des Messgeräts I_end, Innenwiderstand R_i und gewünschtem Messbereich I_mess bekommt man dann für den Fall, dass I_mess deutlich größer ist als I_end (ist es hier):
R_shunt / R_i = I_end / I_mess
Zitat:
@metalhead79 schrieb am 28. November 2016 um 16:31:34 Uhr:
...
Strom war zuerst da, weil 1A experimentell festgelegt ist (zwei Parallele Leitungen die mit definierter Kraft angezogen werden, ...), Spannung ist nur eine abhängige Größe. ;)
...
Diese Aussage halte ich für falsch, denn:
Ohne Potentialdifferenz gibt's keine Möglichkeit, daß ein Strom fließt...oder? ;)
Und einen Potentialunterschied nennt man auch wie?
Richtig: Spannung ^^
Also muß doch logischerweise zuerst die Spannung (Potentialdifferenz) da gewesen sein, damit überhaupt ein Strom (für den Nachweis) fließen konnte.
Oder hab ich das etwa in beiden (Elektrotechnik- und TK-Elektronik-) Ausbildungen vor mehr als 20 Jahren falsch gelernt? :D
Zitat:
@wdeRedfox schrieb am 28. November 2016 um 23:06:17 Uhr:
Zitat:
@metalhead79 schrieb am 28. November 2016 um 16:31:34 Uhr:
...
Strom war zuerst da, weil 1A experimentell festgelegt ist (zwei Parallele Leitungen die mit definierter Kraft angezogen werden, ...), Spannung ist nur eine abhängige Größe. ;)
...
Ohne Potentialdifferenz gibt's keine Möglichkeit, daß ein Strom fließt...oder? ;)
Das müsstest du angesichts deines behaupteten Ausbildungsstandes nun wirklich besser wissen. Induktion existiert.
Zitat:
Oder hab ich das etwa in beiden (Elektrotechnik- und TK-Elektronik-) Ausbildungen vor mehr als 20 Jahren falsch gelernt? :D
Ob du das falsch gelernt, oder in der Zwischenzeit alles vergessen hast, musst du mit dir selbst oder deinen damaligen Lehrern ausmachen.
Stimmt...jetzt wo Du's sagst fällt's mir auch wieder ein.
Ja, man vergißt doch gerne so Einiges in solche Überlegungen mit ein zu beziehen, wenn man's nicht jeden Tag braucht ;)