Strommesszangen: Hohe Ströme und einfache Handhabung
Was ist eine Strommesszange?
Eine Strommesszange ist, wie der Name schon sagt, das perfekte Messintrument für Messungen von elektrischen Strömen. Die zwei großen Vorteile von Strommesszangen sind zum einen die berührungslose Messung von Strom und zum anderen die komfortable Messung, da der der Stromkreis für eine Messung nicht aufgetrennt werden muss. Die berührungslose Messung ist besonders aus Sicherheitsgründen vorteilhaft, da auch isolierte Leiter gemessen werden können und man nicht mit dem blanken Metall-Leitermaterial hantieren muss.
Die meisten Strommesszangen haben zudem einige Funktionen eines klassischen Mulitmeters wie Spannungs- und Widerstandsmessung. Dafür hat die Strommesszange die entsprechenden Buchsen für Prüfspitzen. Deshalb werden entsprechende Strommesszangen auch „Zangenmultimeter“ genannt.
Typischerweise hat eine Strommesszange folgende Komponenten:
- Zange für die Strommesszange
- Display zum Ablesen des Messwertes
- Knöpfe: Zur Auswahl verschiedener Funktionen, diese sind abhängig vom Modell
- Drehschalter: Zur Auswahl der Messgröße
- Buchsen: Zum Anschluss der Prüfspitzen
- Zwei Prüfspitzen (rot und schwarz), deren Kabel werden in die Buchsen gesteckt, sie stellen die leitfähige Vebindung vom Gerät zum Testobjekt her (nur für Spannungs- und Widerstandsmessung).
Steckbrief Strommesszange
Kategorie: Messgeräte
HINWEIS: Die hier aufgeführten Erklärungen dienen der Veranschaulichung und dem Verständnis für das Gerät. Sie ersetzen keine eingehende Schulung zur Sicherheit bei elektrischen Messungen.
Mini-Tutorial: Messungen mit einer Strommesszange
HINWEIS: Die hier aufgeführten Erklärungen dienen der Veranschaulichung und dem Verständnis für das Gerät. Sie ersetzen keine eingehende Schulung zur Sicherheit bei elektrischen Messungen. Zudem gilt wie immer: Elektrotechnische Arbeiten dürfen nur mit gesetzlich vorgeschriebener fachlicher Qualifikation durchgeführt werden.
Wir gehen an dieser Stelle ausschließlich auf die Strommessung mit der Messzange ein. Für Spannungs- und Widerstandsmessung sei auf die Multimeter-Seite verwiesen, diese Messungen funktionieren bei Zangenmultimetern identisch wie beim klassischen Multimeter.
Strom messen, Tipps und Tricks
Die Strommessung mit der Strommesszange ist einfach: Zunächst wählt man mit dem Drehschalter aus, ob Gleich- oder Wechselstrom gemessen werden soll. Dann öffnet man die Zange mithilfe des Hebels und umschließt das Kabel, welches den zu messenden Strom führt. Im obersten Bild rechts siehst du eine Gleichstrommessung mit einer Strommesszange.
Bei der Gleichstrommessung wird der Gleichstromwert, bei der bei der Wechselstrommessung der Effektivwert des Stromes auf dem Display angezeigt. Bei der Wechselstrommessung muss außerdem beachtet werden, dass nur ein Leiter von der Zange umfasst werden darf. Dies siehst du im zweiten Bild rechts dargestellt. Wenn Hin- und Rückleiter (wie in einem typischen Kabel für Haushaltssteckdosen) umfasst werden, dann kompensieren sich die Magnetfelder und es werden I = 0 A angezeigt.
Wenn ein niedriger Strom gemessen werden soll, kann der Leiter mehrfach um Zange gewickelt werden. Dies vervielfacht den Strommesswert entsprechend der Anzahl der Wicklungen. Für einen korrekten Messwert muss man dann den angezeigten Wert durch die Anzahl der Wicklungen dividieren.
Messbereiche
Grundsätzlich werden Strommesszangen eher zur Messung höherer Stromstärken eingesetzt. Ein typisches Digitalmultimeter kann einen Strom mit einer Höhe von I = 10 A Strom in der Regel höchstens 30 Sekunden lang messen, da es sonst zu einer Beschädigung des Gerätes kommen kann. Mit Strommesszangen dagegen können deutlich höherere Ströme dauerhaft gemessen werden.
Typische Maximalmesswerte sind bis zu I = 300, I = 400 A oder I = 600 A. Mit manchen Geräten sind sogar Messungen bis in den vierstelligen Ampere Bereich möglich. Der maximale Messwert ist immer direkt auf dem Geräte angegeben.
Anschaulich erklärt findest du die Vorgehensweise zur Messung mit einer Strommesszange auch im folgenden Video.
Wie funktioniert eine Strommesszange?
Es gibt grundsätzlich zwei Arten von Strommesszangen: Die Wechselstrommesszangen und die Allstrommesszangen. Die charakteristische Komponente bei beiden Arten ist der wichmagnetische Kern, den man zangenartig öffnen und den Leiter mit dem zu messenden Strom durchführen kann. In diesem Kern wird das magnetische Feld geführt, dass vom Strom hervorgerufen wird.
Wechselstrommesszangen
Wechselstrommesszangen basieren auf dem Stromwandler- oder auch Transformator-Prinzip. Der Leiter, der den zu messenden Strom führt, stellt dabei eine Windung dar. Der Leiter ist quasi die Primärwicklung des Transformators. Das magnetische Wechselfeld des Wechselstromes wird vom weichmagnetischen Kern, welcher dem Trafokern entspricht, „eingefangen“ und geführt. Das Magnetfeld verläuft ringförmig im Kern.
Entsprechend der Frequenz des zu messenden Wechselstromes wechselt auch das magnetische Wechselfeld im Kern entsprechend oft seine Flussrichtung. Auf der Gehäuseseite des Eisenkerns sind eine hohe Anzahl von Windungen um den Kern gewickelt, sie stellen die Sekundärwicklung des Transformators dar. In diese Sekundärwicklung wird aufgrund des magnetischen Wechselfeldes eine Spannung induziert. Entsprechend dem Wicklungsverhältnis Primärwicklung (eine Wicklung) zu Sekundärwicklung (viele Windungen) fließt ein viel geringerer Strom im Messgerät als im zu messenden Leiter. Die in die Sekundärwicklung induzierte Spannung wird dann von einer Elektronik im Gerät ausgewertet, in den zugehörigen Stromwert umgerechnet (das Magnetfeld im Kern ist proportinal zur Stromstärke) und angezeigt.
Allstrommesszangen
Mit Allstrommesszangen kann sowohl Gleich- als auch Wechselstrom gemessen werden. Wie bei den Wechselstrommesszangen wird das Magnetfeld des Messstromes im Eisenkern geführt. Beim Gleichstrom gibt es jedoch kein magnetisches Wechselfeld, deshalb ist die „Weiterverarbeitung“ des Feldes unterschiedlich im Vergleich zu Wechselstromzange.
Es wird hierfür der sogenannte Hall-Effekt genutzt. Auf der Gehäuseseite des Eisenkerns ist in einem Luftspalt ein Hall Sensor positioniert. Dieser kann nicht nur magnetische Wechselfelder, sondern auch statische Magnetfelder, wie sie von einem Gleichstrom erzeugt werden, erfassen. Der Hall Sensor gibt eine Spannung aus, die dem Magnetfeld proportional ist. Diese Spannung ist jedoch sehr gering und wird daher von einer Auswerteelektronik verstärkt und anschließend so verarbeitet, dass sie in den zugehörigen Strommesswert umgerechnet und als dieser angezeigt werden kann.
Anschaulich erklärt findest du die Funktionsweise von Strommesszangen auch noch einmal im Video ganz unten.
Worauf ist beim Kauf einer Strommesszange zu achten?
Grundsätzlich sind Strommesszangen bzw. Zangenmultimeter relativ einfach zu verstehen und zu handhaben. Trotzdem empfiehlt es sich auf folgende Aspekte beim Kauf zu achten:
- Allstrommesszange für Gleich- und Wechselstrom
- Messgenauigkeit für Stromstärke von +/- 2,5 % oder besser
- Mindest-Qualitätsstandard beachten: Sehr billige Strommesszangen sind während der Entwicklung nicht ausreichend geprüft oder erfüllen nicht die aktuell geltenden Sicherheitsnormen und haben zudem eine minderwertige Verarbeitung
- Optional: Multimeter-Funktionen wie Spannungs- oder Strommessung (bevorzugt hierfür ein „richtiges“ Multimeter verwenden)
- Wechselstrommessungsbereich max.: 200 A (+/- 2,5 %)
- Gleichstrommessungsbereich max.: 200 A (+/- 2,5 %)
- Weitere Funktionen: Messung von Gleich- und Wechselspannung, Widerstand, Frequenz, Kapazität und Temperatur
- Automatische Abschaltung, um Batterielaufzeit zu maximieren
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