Drehspulmessgeräte

Drehspulmessgeräte werden zur Messung der elektrischen Stromstärke eingesetzt. Diese Messinstrumente sind sehr empfindlich. Sie bestehen im Wesentlichen aus einem Dauermagneten, einer im Feld des Dauermagneten drehbar gelagerten Spule mit Eisenkern, einer mit der Spule verbundenen Spiralfeder, an der sich ein Zeiger befindet, und einer Skaleneinteilung.

Die Arbeitsweise des Drehspulmessgerätes

Im Inneren des von einem kräftigen Dauermagneten erzeugten Magnetfeldes befindet sich eine drehbar gelagerte Spule mit zwei Stromanschlüssen. Durch diese Anschlüsse wird der zu messende Strom durch die Spule geleitet.
Je nach Größe der Stromstärke entsteht dabei ein mehr oder weniger intensives Magnetfeld um die Spule, das durch einen Eisenkern zusätzlich verstärkt wird.

Nachdem die Spule durch den Stromfluss zu einem Magneten geworden ist, wirkt auf sie eine Kraft, die durch die Anziehung und Abstoßung der Magnetpole von Spule und Dauermagneten hervorgerufen wird. Durch diese Kraft wird die Spule aus ihrer Ruhelage gedreht. Dabei gilt:

Die auf die Spule wirkende Kraft ist zur Stromstärke proportional.

Die Spule wird von der mit ihr verbundenen Spiralfeder zurückgehalten und kann sich daher nicht parallel zur Richtung der Feldlinien des Dauermagneten ausrichten. Sie wird lediglich um einen bestimmten Winkel ausgelenkt. Auch hier gilt:

Der Auslenkungswinkel ist zur Stromstärke proportional.

Deshalb kann man eine nahezu gleichmäßig unterteilte Messkala verwenden, an der ein mit der Drehfeder verbundener Zeiger den Zahlenwert der Stromstärke anzeigt.

Beachte: Ein Drehspulmessgerät ist nur für Gleichstrom geeignet. Bei Anlegen von Wechselselstrom würde sich das Magnetfeld der Spule ständig umpolen. Der Zeiger würde aufgrund seiner Trägheit nur um die Ruhelage "zittern". Will man mit einem solchen Instrument auch Wechselströme messen, so muss der Wechselstrom gleichgerichtet werden. In modernen Drehspulmessgeräten sind Gleichrichter eingebaut.

Umgang mit Drehspulmessgeräten

Jedes Drehspulmessgerät ist nur für einen bestimmten Messbereich ausgelegt. Dies liegt an seiner Wirkungsweise. Wird der Stromfluss durch die Spule zu groß, dann dreht sie sich so weit im Magnetfeld, dass die Proportionalität von Auslenkungswinkel und Stromstärke nicht mehr gilt. Abgesehen von möglichen Messfehlern, kann die Spule durch große Stromstärken auch zerstört werden. Mithilfe von Vorschaltwiderständen, kann man eine Messbereichserweiterung vornehmen.