Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Stärke von elektrischem Strom zu messen. Das Drehspulinstrument misst mithilfe der magnetischen Wirkung des Stroms.
Magnetische Wirkung des Stroms - das sollten Sie wissen
Strom kann man weder sehen noch hören, er macht sich jedoch durch unterschiedliche Wirkungen "bemerkbar". Unter anderem kann man mit Strom Licht und Wärme erzeugen, aber auch ein Magnetfeld aufbauen. Der berühmte Versuch hierzu stammt von dem dänischen Physiker Hans Christian Oersted. Dieser entdeckte Ende des 18. Jahrhunderts bei seinen Experimenten mit Strom, dass dieser eine Kompassnadel ablenken konnte. Dieser Versuch war die Grundlage für den Bau von Elektromagneten, die Erfindung des Elektromotors sowie die Erzeugung von Wechselstrom mithilfe von Generatoren.
Drehspulinstrument - so misst man Strom
Elektromagnete und Dauermagnete üben anziehende bzw. abstoßende Kräfte aufeinander aus - je nach Polung der beiden Magnete. Bringt man eine aus leitendem Stromkabel gewickelte Spule (oft mit Eisenkern zur Verstärkung des Elektromagnetismus) in einen Hufeisenmagneten, so richtet sich diese, wenn man den Strom einschaltet, in dem permanenten Feld des Hufeisenmagneten aus. Dies ist das Prinzip, mit dem man Strom mit einem Drehspulinstrument misst. Auch dort befindet sich eine (im Messfall stromdurchflossene) Spule in einem äußeren Magnetfeld. Allerdings sorgen Spiralfedern für eine Gegenkraft zur magnetischen Abstoßung bzw. Anziehung. Fließt ein zu messender Strom durch die Spule, dreht sich diese (da zum Elektromagneten geworden) in dem äußeren Feld so weit, bis die Rückstellkraft der Spiralfeder im Gleichgewicht mit der magnetischen Kraft ist. Da die magnetische Kraft umso stärker ist, je größer der elektrische Strom in der Spule ist, eignet sich die Drehspule zur direkten Messung der Stromstärke. Fließt der Strom in die Gegenrichtung (oder vertauscht man die Anschlüsse der Spule), so ändert sich die Richtung des Magnetfeldes der Spule (die Pole vertauschen). Die Spule dreht sich nun in die andere Richtung. Mit einem Drehspulinstrument misst man also prinzipiell die Stromrichtung mit. Allerdings: Mit einem Drehspulinstrument lässt sich nur die Stärke von Gleichstrom messen. Wechselt nämlich die Stromrichtung wie bei Wechselstrom sehr schnell, so kann die Spule als mechanischer Anzeiger nicht schnell genug mitdrehen. Sie zeigt also keinen Stromfluss an, obwohl einer vorhanden ist. Auch etliche heute noch benutzte Strommessergeräte, oft Amperemeter genannt, basieren noch auf diesem Prinzip.