Was ist eine Strommesszange?

Eine Strommesszange ist, wie der Name schon sagt, das perfekte Messintrument für Messungen von elektrischen Strömen. Die zwei großen Vorteile von Strommesszangen sind zum einen die berührungslose Messung von Strom und zum anderen die komfortable Messung, da der der Stromkreis für eine Messung nicht aufgetrennt werden muss. Die berührungslose Messung ist besonders aus Sicherheitsgründen  vorteilhaft, da auch isolierte Leiter gemessen werden können und man nicht mit dem blanken Metall-Leitermaterial hantieren muss.

Die meisten Strommesszangen haben zudem einige Funktionen eines klassischen Mulitmeters wie Spannungs- und Widerstandsmessung. Dafür hat die Strommesszange die entsprechenden Buchsen für Prüfspitzen. Deshalb werden entsprechende Strommesszangen auch “Zangenmultimeter” genannt.

Typischerweise hat eine Strommesszange folgende Komponenten:

  1.  Zange für die Strommesszange
  2. Display zum Ablesen des Messwertes
  3. Knöpfe: Zur Auswahl verschiedener Funktionen, diese sind abhängig vom Modell
  4. Drehschalter: Zur Auswahl der Messgröße
  5. Buchsen: Zum Anschluss der Prüfspitzen
  6. Zwei Prüfspitzen (rot und schwarz), deren Kabel werden in die Buchsen gesteckt, sie stellen die leitfähige Vebindung vom Gerät zum Testobjekt her (nur für Spannungs- und Widerstandsmessung).

HINWEIS: Die hier aufgeführten Erklärungen dienen der Veranschaulichung und dem Verständnis für das Gerät. Sie ersetzen keine eingehende Schulung zur Sicherheit bei elektrischen Messungen.

Der Messvorgang

Wir gehen an dieser Stelle ausschließlich auf die Strommessung mit der Messzange ein. Für Spannungs- und Widerstandsmessung sei auf die Multimeter-Seite verwiesen, diese Messungen funktionieren bei Zangenmultimetern identisch wie beim klassischen Multimeter.

Strom messen, Tipps und Tricks
Die Strommessung mit der Strommesszange ist einfach: Zunächst wählt man mit dem Drehschalter aus, ob Gleich- oder Wechselstrom gemessen werden soll. Dann öffnet man die Zange mithilfe des Hebels und umschließt das Kabel, welches den zu messenden Strom führt.

Bei der Gleichstrommessung wird der Gleichstromwert, bei der bei der Wechselstrommessung der Effektivwert des Stromes auf dem Display angezeigt. Bei der Wechselstrommessung muss außerdem beachtet werden, dass nur ein Leiter von der Zange umfasst werden darf. Wenn Hin- und Rückleiter (wie in einem typischen Kabel für Haushaltssteckdosen) umfasst werden, dann kompensieren sich die Magnetfelder und es werden I = 0 A angezeigt.

Wenn ein niedriger Strom gemessen werden soll, kann der Leiter mehrfach um Zange gewickelt werden. Dies vervielfacht den Strommesswert entsprechend der Anzahl der Wicklungen. Für einen korrekten Messwert muss man dann den angezeigten Wert durch die Anzahl der Wicklungen dividieren.

Messbereiche

Grundsätzlich werden Strommesszangen eher zur Messung höherer Stromstärken eingesetzt. Ein typisches Digitalmultimeter kann einen Strom mit einer Höhe von I = 10 A Strom in der Regel höchstens 30 Sekunden lang messen, da es sonst zu einer Beschädigung des Gerätes kommen kann. Mit Strommesszangen dagegen können deutlich höherere Ströme dauerhaft gemessen werden. Typische Maximalmesswerte sind bis zu I = 300, I = 400 A oder I = 600 A. Mit manchen Geräten sind sogar Messungen bis in den vierstelligen Ampere Bereich möglich. Der maximale Messwert ist immer direkt auf dem Geräte angegeben.

Anschaulich erklärt findest du die Vorgehensweise zur Messung mit einer Strommesszange auch im folgenden Video.

Gleichstrommessung
Wechselstrommessung, Hinleiter
Wechselstrommessung, Hin- und Rückleiter

Funktionsweise einer Strommesszange

Es gibt grundsätzlich zwei Arten von Strommesszangen. Dies sind Wechselstrommesszangen und Allstrommesszangen. Die charakteristische Komponente bei beiden Arten ist der wichmagnetische Kern, den man zangenartig öffnen und den Leiter mit dem zu messenden Strom durchführen kann. In diesem Kern wird das magnetische Feld geführt, dass vom Strom hervorgerufen wird.

Wechselstrommesszangen

Wechselstrommesszangen basieren auf dem Stromwandler- oder auch Transformator-Prinzip. Der Leiter, der den zu messenden Strom führt, stellt dabei eine Windung dar, es ist quasi die Primärwicklung des Transformators. Das magnetische Wechselfeld des Wechselstromes wird vom weichmagnetischen Kern, welcher dem Trafokern entspricht, “eingefangen” und geführt. Das Magnetfeld verläuft ringförmig im Kern. Entsprechend der Frequenz des zu messenden Wechselstromes wechselt auch das magnetische Wechselfeld im Kern entsprechend oft seine Flussrichtung. Auf der Gehäuseseite des Eisenkerns sind eine hohe Anzahl von Windungen um den Kern gewickelt, sie stellen die Sekundärwicklung des Transformators dar. In diese Sekundärwicklung wird aufgrund des magnetischen Wechselfeldes eine Spannung induziert. Durch das Verhältnis “Anzahl Windungen Primärwicklung” zu “Anzahl Windungen Sekundärwicklung” wird der zu messende Strom hochtransformiert. Die in die Sekundärwicklung induzierte Spannung wird dann von einer Elektronik im Gerät ausgewertet, in den entsprechenden Stromwert umgerechnet und angezeigt.

Allstrommesszangen

Mit Allstrommesszangen kann sowohl Gleich- als auch Wechselstrom gemessen werden. Wie bei den Wechselstrommesszangen wird das Magnetfeld des Messstromes im Eisenkern geführt. Beim Gleichstrom gibt es jedoch kein magnetisches Wechselfeld, deshalb ist die “Weiterverarbeitung” des Feldes unterschiedlich im Vergleich zu Wechselstromzange. Es wird hierfür der sogenannte Hall-Effekt genutzt. Auf der Gehäuseseite des Eisenkerns ist in einem Luftspalt ein Hall Sensor positioniert. Dieser kann nicht nur magnetische Wechselfelder, sondern auch statische Magnetfelder, wie sie von einem Gleichstrom generiert werden, erfassen. Der Hall Sensor gibt eine Spannung aus, die dem Magnetfeld proportional ist. Diese Spannung ist jedoch sehr gering und wird von einer Auswerteelektronik verstärkt und anschließend so verarbeitet, dass sie in den zugehörigen Strommesswert umgerechnet und als dieser angezeigt werden kann.

Anschaulich erklärt findest du die Funktionsweise von Strommesszangen auch im Video unten.

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