<style>[reveal]{opacity:1 !important;transform:none !important}</style>

Strom messen

Strom messen mit Multimeter, Shunt und Stromzange: Stromkreis auftrennen, Bürdenspannung beachten, Sicherungen schonen und Messwiderstände richtig anschließen.

5 Min. LesezeitStrom messenAmperemeterBürdenspannungShunt

Strom zu messen ist aufwendiger als Spannung: Der Strom fließt durch ein Bauteil, also muss das Messgerät in den Stromweg. Dafür trennst du den Stromkreis auf und setzt das Amperemeter in die Lücke. Das kostet einen Handgriff mehr und birgt eine typische Falle – die vertauschte Buchse. Dafür bekommst du eine der aufschlussreichsten Größen überhaupt: Wie viel Strom eine Schaltung zieht, verrät oft sofort, ob sie richtig arbeitet.

In Reihe einschleifen

Ein Strommesser liegt immer in Reihe mit dem Verbraucher. Nach der Kirchhoffschen Knotenregel fließt dann durch Gerät und Verbraucher derselbe Strom.

Stromkreis mit aufgetrennter Leitung und eingeschleiftem Amperemeter
Zum Strommessen wird die Leitung aufgetrennt und das Amperemeter in die Lücke gesetzt.

So gehst du mit einem Multimeter vor:

  1. Schaltung ausschalten.
  2. Rote Leitung in die mA- oder A-Buchse, schwarze in COM; Drehschalter auf A⎓ oder A~. Bei unbekanntem Strom zuerst den A-Bereich nehmen.
  3. Leitung auftrennen (Draht lösen, Steckbrücke ziehen) und das Gerät in die Lücke setzen.
  4. Einschalten, ablesen, ausschalten.
  5. Gerät entfernen, Leitung schließen, rote Leitung zurück in VΩ.

Arbeitest du mit einem Zeigerinstrument, achtest du bei Gleichstrom zusätzlich auf die Polarität (Strom fließt in die Plus-Buchse hinein), beginnst bei unbekanntem Strom im größten Bereich und schaltest herunter, bis der Zeiger im oberen Drittel der Skala steht.

Bürdenspannung: Das Amperemeter ist nicht ideal

Ein ideales Amperemeter hätte den Innenwiderstand null. Im realen Gerät fließt der Strom durch einen Messwiderstand (Shunt) und eine Sicherung, an denen eine kleine Spannung abfällt – die Bürdenspannung. Sie fehlt dem Verbraucher.

UBürde = I · Ri
3,3-V-Quelle, Amperemeter mit Innenwiderstand 10 Ω in Reihe mit einem Mikrocontroller; am Messgerät fallen 0,4 V ab, am Controller bleiben 2,9 V
Bei 40 mA fallen am Innenwiderstand des Amperemeters 0,4 V ab – sie fehlen dem Mikrocontroller.

Die Bürdenspannung steht im Datenblatt guter Multimeter, oft als mV pro mA. Bei Messungen an niedrigen Spannungen wie 1,8 V oder 3,3 V lohnt sich der Blick dorthin. Wie du Strom- und Spannungsmessung gleichzeitig ohne systematischen Fehler kombinierst, erklärt Strom- und spannungsrichtiges Messen.

Strommessung über einen Shunt

Statt das Multimeter einzuschleifen, kannst du einen bekannten, kleinen Messwiderstand (Shunt) fest in die Leitung einbauen und die Spannung darüber messen. Nach dem Ohmschen Gesetz gilt:

I = UShuntRShunt
Shunt-Widerstand in der Leitung mit Voltmeter über dem Shunt
Strommessung über einen Shunt: Die Spannung am Messwiderstand ist proportional zum Strom.

Oft brauchst du dafür nicht einmal ein zusätzliches Bauteil: Jeder Widerstand mit bekanntem Wert, der ohnehin im Stromweg liegt, eignet sich – etwa der Vorwiderstand einer LED. Misst du an einem 330-Ω-Vorwiderstand 1,65 V, fließen 5 mA.

LED mit 330-Ω-Vorwiderstand an 5 V, ein Voltmeter parallel zum Widerstand zeigt 1,65 V, Strom 5 mA
Der Vorwiderstand der LED dient als Shunt: 1,65 V geteilt durch 330 Ω ergeben 5 mA.

Die Genauigkeit hängt dann allerdings von der Toleranz dieses Widerstands ab.

Ein eigens eingebauter Shunt hat Vorteile: Die Schaltung muss zum Messen nicht aufgetrennt werden, Spannungsmessung ist risikoarm, und du kannst den Verlauf mit dem Oszilloskop betrachten. Der Shunt wird so klein gewählt, dass nur wenige Millivolt bis etwa 100 mV abfallen. Ein Strommessverstärker hebt die kleine Spannung bei Bedarf an.

Bei sehr kleinen Shunts im Milliohm-Bereich verfälschen schon die Übergangswiderstände der Lötstellen das Ergebnis. Dann misst man die Spannung mit einem Vierleiteranschluss (Kelvin-Anschluss): Der Strom fließt über die äußeren Anschlüsse, die Spannung wird über zwei separate Leitungen direkt an den Enden des Widerstandselements abgegriffen. Mehr zum Prinzip unter Widerstand messen und Messbereichserweiterung.

Shunt mit dicken Stromanschlüssen an den Stirnseiten und zwei dünnen Spannungsabgriffen direkt am Widerstandskörper, die zu einem Voltmeter führen
Vierleiteranschluss: Der Strom fließt über die dicken Anschlüsse, das Voltmeter greift die Spannung getrennt direkt am Widerstandskörper ab.

Stromzange: Messen ohne Auftrennen

Eine Stromzange umschließt einen Leiter und misst das Magnetfeld, das der Strom erzeugt. Der Stromkreis bleibt geschlossen, und es gibt keine Bürdenspannung. Für Wechselstrom arbeitet sie nach dem Prinzip des Stromwandlers, für Gleichstrom mit einem Hall-Sensor. Wichtig: Die Zange darf nur einen Leiter umschließen. Umfasst sie eine ganze Netzleitung mit Hin- und Rückleiter, heben sich die Magnetfelder auf und sie zeigt nahezu null.

Links umschließt eine Stromzange einen einzelnen Leiter und zeigt 5,2 A, rechts ein ganzes Kabel mit Hin- und Rückleiter und zeigt 0,0 A
Nur um einen einzelnen Leiter gelegt misst die Zange den Strom; um das ganze Kabel heben sich die Felder von Hin- und Rückleiter auf.

Selbsttest

Warum musst du zum Strommessen den Stromkreis auftrennen?

Das Amperemeter muss in Reihe liegen, damit derselbe Strom wie durch den Verbraucher durch das Gerät fließt.

Was ist die Bürdenspannung?

Der Spannungsfall am Innenwiderstand des Amperemeters; er fehlt dem Verbraucher.

Über einem 0,5-Ω-Shunt misst du 150 mV. Wie groß ist der Strom?

I = 0,15 V / 0,5 Ω = 0,3 A.