Multimeter Strom & Spannung messen

Kaum funktioniert ein elektrisches Gerät nicht mehr, wird es in vielen Fällen gleich für Schrott deklariert. Dabei liegt der Fehler manchmal in einer fehlerhaften Stromversorgung und eben andererseits am Gerät selbst. Und auch die Überprüfung einer Leitung vor dem Anschluss neuer Technik erweist sich als unerlässlichen Aufgabe. Mit einem schnell greifbaren Multimeter zur Hand lässt sich diese Unkenntnis schnell eruieren. Doch was kann eine solche Technik alles und was gibt es beim Multimeter messen alles zu beachten?

Pragmatisches Messinstrument im Bereich der Elektrotechnik

Der Begriff „Meter“ beschreibt nicht nur ein Längenmaß, sondern lässt sich vielmehr von der Bedeutung des Messens ableiten. Aufgrund dieser Heranführung an das technische Gerät Multimeter lässt sich bereits vage ein Potenzial erkennen: Es lassen sich vollkommen simpel einige relevante Daten in der Elektrotechnik messen. Und diese Einzelfunktionen als Ampere-, Ohm- beziehungsweise Voltmeter vereinfachen alltägliche Prüfverfahren in diesem Arbeitsbereich mit nur einem Gerät.

Ob als stationäres Tischmodul in der Werkstatt oder frequent genutztes Handgerät sichert es erstens die Arbeitssicherheit. Zweitens schenkt es einen schnellen Überblick über mögliche Schwachstellen oder gar Defekte. Die Vielfalt an Analog- oder Digitalmultimetern deckt die Fülle an Anwendungsgebieten ab. Dabei neigt sich die Tendenz klar zu den digitalen Multimetern. Dies hängt mit einer deutlich genaueren Übergabe des Werte und daher weniger Ablesefehlern zusammen.

Ein seitlicher Blick oder das Ablesen auf der falschen Skala lassen folglich keinen Spielraum für unzureichende Ergebnisse. Zeigermodule können daher nahezu als ausgedient beschrieben werden.

Die drei Säulen der Messtechnik

Spannungsmessung

Soll ein Gerät funktionieren, muss es in der Regel durch Energien versorgt werden. Während der Strom diese liefert, dient erst eine entsprechend anliegende Spannung für den eigentlichen Antrieb des Stroms. Dank Überschuss und Mangel an Polen kann der Austausch von Ladungsträgern ermöglicht werden – dies ist der Stromfluss an sich. Die Höhe der Spannung wird dabei durch das Unterschiedslevel beider Pole bestimmt. Nun wiederum besteht eine Unterscheidung in Gleich- und Wechselspannung. Erstere werden in der Regel durch Batterien und andere Ladungsträger, auch Netzteile, vertreten. Letztere findet sich vor allem an Steckdosen und in Transformatoren wieder.

Der Bedienungsablauf ist relativ simpel. Die Wahl des Drehschalters schaltet das Gerät vom Modus „Aus“ überhaupt erst einmal ein. Es gibt auch Modelle mit separaten Ein-Aus-Schaltern. Somit wird nach dem Einschalten ebenso direkt die zu bemessende physikalische Größe ausgewählt. Im Anschluss daran erfolgt die Verbindung der beiden Pole des Multimeters mit dem Verbrauchsgerät über die entsprechend gekennzeichneten Messleitungen. Die Spannungsmessung wird in der Elektrotechnik als einfachste Messung charakterisiert.

Dabei wird das Digitalmultimeter parallel zur Spannungsquelle geschaltet.

Ob bei einer Renovierung im Privaten oder Einbau in den gewerblichen Räumen – die Netzspannung wird am häufigsten gemessen. Bei der Überprüfung der Netzspannung stellen Sie aber bitte unbedingt den Drehschalter auf Wechselspannung. Wird durch eine Unachtsamkeit Gleichspannung gewählt, schlägt die Anzeige mit 0 Volt oder einem sehr geringen Voltbetrag aus. Dies kann fatale Folgen mit sich führen, weil einfach die falsche Einstellung gewählt worden ist. Daher gilt es lieber zweimal auf die Einstellung zu achten, bevor den Messwerten vertraut werden kann.

Achtung: Stromkreismessungen in den Bereichen >33 V/AC und >70 V/DC sind nur von Fachkräften durchzuführen.

Hinweis: Spannungsmessungen bei Batterien sind nicht deutlich aussagekräftig. Dies hängt mit der hochohmigen Einstellung der Geräte zusammen. Hierbei wird die Batterie weniger belastet, sodass die volle Spannung angezeigt wird, die Batterie dennoch kurzfristig versagt.

Stromstärkenmessung

Werden beide Pole durch ein leitendes Element miteinander verbunden, entsteht ein Stromfluss. Die Spannungsquelle mit Überschusselektronen speist somit die Ladungsträger in den mittlerweile geschlossenen Stromkreis. Andererseits bewirkt der andere Pol einen Abzug dieser. Dabei zeigt sich die Stromstärke in einer Abhängigkeit zur Spannungsquelle selbst und zum Widerstands des Verbrauchsgeräts.

Für die Strommessung bedarf es einiger weiterer Fachkenntnisse. Dabei kann das Multimeter nicht parallel geschaltet werden. Stattdessen bedarf es einer Auftrennung des Stromkreises und ein Zwischenschalten des Multimeters. Die niederohmige Grundeinstellung ermöglicht förmlich eine sogenannte „Drahtbrücke“, welche die Messergebnisse nicht verfälscht. Und auch hier gilt es auf die richtige Polung der Messleitungen zu achten. Das sollten Ihnen gelingen, oft sind die Geräte ausreichend markiert. Fachkundige werden das Einstellrad gleich auf den richtigen Messbereich drehen. Anderweitig fängt man im größten Messbereich an und hangelt sich nunmehr in die Detailaufzeichnung.

Hinweis: Bei Fragen der Instandsetzung oder Reparatur von technischen Geräten oder Baugruppen wird eher auf die Spannungsmessung zurückgegriffen. Hierbei zeigt sich die Strommessung im Vergleich als weniger hilfreich. Ein Strom fließt zudem nur, wenn eine Spannung anliegt.

Widerstandsmessung

Widerstände sind Schaltelemente, welche insbesondere der Sicherheit dienen sollen. Zum einen wirkt sich dies auf die Anwender- aber auch die Gerätesicherheit aus. Im Prinzip profitiert der Anwender nunmehr auch über eine flexible Nutzung verschiedener Geräte an ein und demselben Stromkreissystem. Es ermöglicht den Anschluss von Rechner, Kühlschrank und Herd, aber auch das Laden des Handys am gleichen Stromnetz in den eigenen vier Wänden. Bei gewerblicher Nutzung sind diese Instrumente noch komplexer.

Die Prüfung von Leitungen und Schaltern ist jederzeit möglich. Aber auch eine intakte oder beschädigte Schmelz-Sicherung wird hiermit abgebildet. Bei dieser Variante fungiert die interne Gerätebatterie als Spannungsquelle. Es liegt folglich eine geringfügige Gleichspannung an. Die Messung erfolgt unter Kennzeichnung der Bereiche Ω, kΩ sowie MΩ.

Zusätzliche Messoptionen qualitativer Multimeter

Diese drei oben genannten Möglichkeiten – Spannung, Stromstärke und Widerstand – stellen die am häufigsten benötigten Messwerte. Daher verfügt nahezu jedes Multimeter über diese Basisfunktionsmessungen. Aber auch weitere physikalische Eigenschaften lassen sich mit einem Multifunktionsmessers aufzeichnen. Vergleichbar mit dem Widerstand funktionieren auch Kapazitätsmessungen bei Kondensatoren. Im Gegensatz zur Gleichspannung wird hierbei allerdings eine Messung der Wechselspannung vorgenommen.

Des Weiteren lassen sich PN-Übergänge zwischen Dioden testen. Dank des Digitalmultimeters wird folglich ablesbar sein, ob ein Halbleiter tatsächlich eine Stromrichtung zulässt und die Andere sperrt. Die Funktionalität von Transistoren ist dank Diodenstrecken zwischen Basis und Kollektor sowie Basis und Emitter prüfbar. Sehr oft auf bestimmte Verbrauchsgeräte angepasst, dominiert die Frequenz ebenso als relevante Größe in der Elektrotechnik. Signalwechsel rund um einen Mittelwert hin zu positiven sowie negativen Schwingungsabschnitten ergibt einen ablesbaren Polwechsel binnen einer Sekunde.Verfügt das Multimeter spezielle Fühler, steht zudem einer Temperatursensormessung nichts im Weg.

Insbesondere Fühle aus Nickel-Chrom-Nickel ergeben verschiedene Temperaturen entsprechend der anliegenden Spannung.

Vis-A-Vis mit dem Messgerät

Ohne eine richtige Bedienung, ist auch das beste Multimeter nicht so hilfreich wie gedacht. Daher gilt es sich als Erstes mit dem Display auseinanderzusetzen. Natürlich dient es der Darstellung sämtlicher Messergebnisse. Aber auch Informationen zum eigentlichen Messbereich werden gegeben. So kann eine falsche Zuordnung förmlich ausgeschlossen werden. Auto Ranging oder Spannungslagen der internen Speicher sind zusätzliche Features. Des Weiteren verfügt das Multimeter über einen Drehschalter für die manuelle Messbereichswahl.

Bei der Wahl der Spannung sollte dem Anwender bewusst sein, dass eine Auto Range Einstellung den Messbereich selbst festlegt und lediglich die Kommastellen basierend auf den Messwerten anpasst. Ganz anders sieht dies bei der Wahl des Stromstärkenmessung aus. Hier stehen einzelne Schalterstellungen für die Bereiche µA, mA und Ampere zur Verfügung.

Die Messbuchsen sind das A-und-O für eine korrekte Messung. Die Minusbuchse (-) dient als Anschluss der schwarzen Leitung. Dabei dient sie als verbindliches Massepotenzial bei Strom– und Spannungsmessungen. Derweil dient die Plusbuchse (+) als Anschluss der roten Leitung. Als gemeinsames Pluspotenzial dient sie folglich als Messleitung – außer für die Bereiche zwischen 0,2 bis 10 Ampere. Hierfür steht die extra 10 A Messbuchse zur Verfügung.

Tipp: Vor der Messung muss der Drehschalter richtig eingestellt werden. Dabei stellt das Messgerät eigene interne Vorgaben ein. Bei Spannungsmessungen wird das Multimeter hochohmig, während es bei Strommessungen niederohmig ist. Wird dies falsch eingestellt, kommt es unter Umständen zu Kurzschlüssen oder einem Komplettdefekt des Messgeräts. Tritt dies einmal ein, sollten Sie erst nach den Sicherung sehen. Bei qualitativer Technik werden die dafür eingebauten Schmelzsicherungen zerstört, nicht das Gerät selbst.

Sollten Sie sich als Anwender einer gewerblichen oder betrieblichen Überprüfung konfrontiert sehen, lassen sich Multimeter mit Kalibrierung nach vorgeschriebenen DIN- und ISO-Normen einsetzen.

Fazit

Für das private wie berufliche Umfeld unterstützt das Multimeter den Anwender in alltäglichen Sicherheitsprüfungen. Allein beim Anschluss einer Lampe beziehungsweise bei der Suche nach dem Grund für ein nicht funktionierendes Bauteil oder Gerät offenbart es großes Potenzial. Das unkomplizierte Handling bedarf prinzipiell nur der Einhaltung einfacher Grundregeln im Messablauf. Die Erfahrungen hinsichtlich Effizienz und Effektivität der Messroutine werden sich zeitnah ausbilden. Und dann lassen sich die Qualitätsprodukte auch dank der Zusatzfunktionen für komplexe Aufgaben hervorragend nutzen.