jeder kennt die Begriffe Strom, Spannung, Leistung, Blindstrom, Wirkstrom usw. Bei Gleichstrom-Messungen genügt es, die Spannung mit dem Strom zu multiplizieren, um die Wirkleistung zu erhalten.
Bei Wechselstrom kann diese Rechnung nur gelingen, wenn Strom und Spannung exakt "in Phase" (= zeitgleicher Nulldurchgang) sind, was eine seltene Ausnahme ist. Viel häufiger sind Spannung und Strom nicht exakt in Phase, weil Spulen oder Kondensatoren im Lastkreis eingebaut sind.
Im Extremfall liegen die beiden Größen um 90° auseinander. Im Falle einer rein induktiven Last eilt die Spannung vor. Im Fall einer rein kapazitiven Last eilt der Strom vor. In beiden Fällen sollte ein Wirkstrommessgerät NICHTS anzeigen!
Ein Wirkstrommessgerät sollte nur den mit der Spannung phasengleichen Strom anzeigen. Denn nur diese Wirkleistung muss bei der nächsten Stromabrechnung bezahlt werden, denn nur diese erzeugt Wärme.
Wer sich die Schaltung meiner "Umspannstation"....
....genauer angeschaut hat, ist vielleicht über die komische Strommesseinrichtung mit dem "falsch verdrahteten" Brückengleichrichter (der keiner ist) gestolpert.
Es handelt sich um diese Wirkstrommesseinrichtung:
Links befindet sich die Netzspannungsquelle. In der Mitte der Phasengleichrichter zur Wirkstromanzeige und rechts die komplexe Last. Geplottet ist der Messwerk-Strom.
Bis 500ms besteht die Last ausschließlich aus dem 4uF-Kondensator. Es fließen zwar Wechselströme durch das Drehspulmesswerk. Aber deren Mittelwert ist 0mA.
Ab 500ms wird der 1k-Lastwiderstand parallel zum Lastkondensator geschaltet. Man sieht unschwer, dass nun ein mittlerer Messwerkstrom fließt. Das Messwerk zeigt ausschließlich den Wirkstrom durch "R_last" an und ignoriert den Blindstrom durch "C_last".
Statt des Kondensators hätte ich auch mit einer Drossel belasten können. Es hätte das gleiche Ergebnis gegeben.
Den Funktechnikern unter Euch wird die Schaltung sonderbar vertraut vorkommen. Denn wenn man die beiden mittleren Dioden weglässt, erinnert die Brücke sehr an ein "SWR-Meter". Und tatsächlich: Ursächlich steckt in beiden Fällen das gleiche - uralte - Messprinzip dahinter.
Die beiden inneren 1N4148 machen die Vorrichtung lediglich besonders geeignet auch für netzspannungsgespeiste Anwendungen. Es handelt sich nicht um einen Brückengleichrichter.
Die Dimensionierung aller Bauteile ist übrigens vollkommen unkritisch. R1, R2, R3 bestimmen die Empfindlichkeit und den Eigenstrombedarf der Vorrichtung. Schwellspannungsprobleme treten bei höheren Versorgungsspannungen nicht auf.
Grundsätzlich messbar sind alle gleichstromfreien Wechselspannungen und -Ströme. Also Sinus, Rechteck, Dreieck etc. Man muss sich allerding bei der Eichung entscheiden.
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