Spannungen kann man mit einem Messgerät ermitteln. Dabei ist es sehr wichtig, das Messgerät richtig einzustellen und an den richtigen Stellen zu messen. Spannungen misst man mit einem Spannungsmessgerät. Da Spannungen in Volt ($V$) gemessen werden, ist das Schaltsymbol für ein Spannungsmessgerät ein Kreis mit einem V, wie in Abbildung N-13.4.1 gezeigt.
Ausführliche Beschreibung: Der Schaltplan enthält einen rechteckigen Reihenschaltkreis aus geraden Leitern. Im linken vertikalen Leiter ist eine Spannungsquelle eingezeichnet mit zwei parallelen horizontalen Linien, von denen die obere länger ist als die untere. Parallel zur Spannungsquelle ist ein rundes Schaltzeichen mit der Beschriftung „A“ für ein Amperemeter eingezeichnet. In dem oberen horizontalen Leiter sitzt in der Mitte ein Widerstand. Rechts in dem vertikalen Leiter befindet sich eine Leuchtdiode: ein Dreieck, das nach unten auf eine horizontale Linie zeigt, daneben zwei kleine Pfeile, die schräg nach rechts außen zeigen. Weitere Beschriftungen oder Skalen sind nicht vorhanden.">
Abbildung N-13.4.2: Spannungsmessung
Ausführliche Beschreibung: Das Handmultimeter besitzt oben ein graues LCD, das „0.00“ anzeigt. Darüber ist „DIGITAL MULTIMETER“ eingeprägt. Links unterhalb des Displays sitzt ein kleiner rechteckiger Taster mit der Beschriftung „AUTO POWER OFF“, rechts ein gleichartiger Taster „HOLD“. In der Mitte dominiert ein großer, geriffelter Drehwahlschalter, umgeben von einer Skala mit rotem Segment und weißen Markierungen. Es gibt die folgenden Messbereiche: Widerstand (Ω); Gleichspannung (V⎓); Wechselspannung (V~); Wechselstromstärke (A~); Gleichstromstärke (A⎓); Batteriespannung „BATT“. Rechts unterhalb des Drehwahlschalters sind die Konformitätszeichen „CE“, „TÜV Rheinland“ und „GS“ zu sehen. Unten gibt es vier Buchsen mit Beschriftungen von links nach rechts: „10A“, „mA/Ω/BATT“, „COM“ und „V“, dazwischen jeweils Warnsymbole und verschiedene Aufdrucke. Das Gehäuse ist schwarz mit einer roten, gummiartigen Umrandung.">
Abbildung N-13.4.3: Multimeter
Meistens verwendet man für Messungen ein Multimeter. Das ist ein kombiniertes Messgerät, um Spannungen, Ströme und auch andere Größen wie beispielsweise Widerstände zu messen. Wenn man an einer Schaltung etwas messen möchte, muss man sich vorher im Klaren darüber sein, welche Größe man eigentlich beobachten möchte, um das Multimeter richtig einstellen zu können.
Bevor man mit dem Messen anfangen kann, müssen die beiden Messleitungen an das Messgerät angeschlossen werden. Obwohl sich dies einfach anhört, muss man aufpassen. Meistens haben Multimeter drei oder sogar vier Anschlüsse für Messleitungen. Der gemeinsame Anschluss, in den auf jeden Fall eine Messleitung kommt, ist in der Regel mit "COM" (englisch "common") gekennzeichnet. Hier schließt man üblicherweise die schwarze Messleitung an. Die rote kommt bei der Spannungsmessung in den Anschluss, der meist mit "V" gekennzeichnet ist.
Um Spannungen zu messen, ist am Messgerät die Spannungsmessung auszuwählen. Möchte man Wechselspannung messen, ist bei vielen Multimetern "V ~" auszuwählen, für Gleichspannung hingegen "V =".
Die meisten Multimeter verfügen über unterschiedliche Messbereiche für kleine und große Spannungen. Da vor dem Messen meist unklar ist, welche Größenordnung zu erwarten ist, sollte man am Anfang immer den größtmöglichen Messbereich wählen, um dem Gerät keinen Schaden zuzufügen. Je nach angezeigtem Messwert wird anschließend auf einen Messbereich für kleinere Werte umgeschaltet.
Verwechselt man Strom- und Spannungsmessung oder überschreitet die Messbereichseinstellung, kann das Messgerät einen Schaden erleiden. Vor der Messung sollte man außerdem an das denken, was wir zu Gefahren von elektrischem Strom gelernt haben: Wechselspannungen größer $50 V$ und Gleichspannungen größer $120 V$ können lebensgefährlich sein!
Prüfungsfrage NI101
Was wird durch dieses Schaltzeichen symbolisiert?
A
Spannungsquelle
B
Spannungsmessgerät
C
Strommessgerät
D
Stromquelle
Wie wir bereits im Kapitel Strom- und Spannungsversorgung gelernt haben, kann man mehrere Batterien in Serie schalten, um eine höhere Spannung zu erhalten. Dazu wird der Pluspol der einen Batterie mit dem Minuspol der anderen Batterie verbunden. Die beiden Einzelspannungen der Batterie addieren sich dann. Schaltet man hingegen zwei Batterien so in Reihe, dass gleiche Pole miteinander verbunden sind, dann subtrahieren sich die Spannungen. Falls beide Batterien die gleiche Spannung haben, wird man keine Spannung, also $0 V$, messen.
Prüfungsfrage NB205
Welchen Betrag zeigt das Spannungsmessgerät in folgender Schaltung?
A
3 V
B
0 V
C
2,25 V
D
1,5 V
Prüfungsfrage NB206
Welche Spannung zeigt das Spannungsmessgerät in folgender Schaltung?
A
3 V
B
1,5 V
C
0 V
D
-3 V
