InfoNu.nl > Wetenschap > Diversen > Elektrische stroom meten

Elektrische stroom meten

Elektrische stroom meten Het meten van een elektrische stroom doe je met een multimeter (universeelmeter), stroomtang of energiemeter. Men meet meestal de invloed van een elektronenstroom op andere grootheden; een elektrische stroom genereert een spanning over een weerstand, en een magnetisch veld rondom de geleider. Voor het meten van een elektrische stroom moet de waarde van een van deze grootheden bepaald worden.

Stroom meten

Normaliter meet men het effect dat een elektronenstroom heeft op ander grootheden. Internationaal is afgesproken dat 1 Ampère als volgt bepaald is:

1 Ampère is de elektrische stroom, die door twee parallelle geleiders van oneindige lengte en met een verwaarloosbare diameter, in vacuüm op 1 meter van elkaar, een lorentzkracht tussen deze geleiders oplevert van 2 × 10E-7 Newton per meter.

spanning over een weerstand meten of magneetveld meten<BR>
 / Bron: Tronicspanning over een weerstand meten of magneetveld meten
/ Bron: Tronic
Een elektrische stroom kan dus gemeten worden door de kracht -die het gevolg is van het door de stroom geproduceerd magneetveld- te meten. De meest gebruikte meetmethode is echter de spanning te meten die een stroom door een bepaalde weerstand veroorzaakt (volgens de wet van Ohm is i = U/R). Een stroom wordt gemeten met een multimeter, stroomtang, of energiemeter. Invloeden op de (on)nauwkeurigheid van de meting zijn hieronder opgesomd.

1 Ampère is (ten opzichte van gangbare stromen in elektronica) een zeer grote stroom. De alternatieve definitie voor 1 Ampere is dat gedurende 1 seconde er 1 Coulomb lading (6,2415 x 10^18 elektronen) een oppervlak passeert.

Meetonzekerheid van de meter en de meetopstelling

Een meetinstrument heeft een door de fabrikant gespecificeerde meetonzekerheid. Meetonzekerheid drukt uit: een percentage van de grenzen waarbinnen de gemeten stroom mag afwijken van de werkelijke waarde.

  • de gemeten waarde bedraagt uiteindelijk: I meet ± %onzekerheid.

De meetonzekerheid wordt uitgedrukt in een percentage van de afgelezen waarde (%reading) of van het meetbereik. Met een kalibratiecertificaat kan een fabrikant aantonen dat een meetinstrument aan (internationaal vastgestelde) eisen voldoet; men laat dan zien dat de afwijking van het instrument voor allerlei meetpunten binnen de gespecificeerde onzekerheid valt. Meestal is de onzekerheid (of nauwkeurigheid) afhankelijk van het meetbereik van een meter. (De werkelijke stroomwaarde blijft onbekend, door de onzekerheid uit te drukken in een getal komen we in de buurt van de werkelijke waarde.)

Impedantie van de meter

Bron: TronicBron: Tronic
Wanneer het meetinstrument in de stroomkring wordt opgenomen, zal de weerstand of impedantie van de meter de stroom in die kring beïnvloeden. Bij het meten van gelijkstroom (DC) maakt de interne weerstand van de meter de stroom iets kleiner.

Bij meten van wisselstroom (AC) is naast deze verkleining van de stroomamplitude ook sprake van faseverandering van de stroom. Bij een AC meting loopt de gemeten stroom iets voor of achter op de te meten stroom. Voor goede stroommetingen moeten de onzekerheden in de meting (geïntroduceerd door deze onnauwkeurigheid van de meter) binnen afgesproken grenzen vallen.

Invloed van hulpinstrumenten

Bron: Philippe Mertens / Wikimedia CommonsBron: Philippe Mertens / Wikimedia Commons
Stromen kunnen te hoog zijn om met een bepaald instrument gemeten te kunnen worden. Ook kan het zijn dat men de stroomkring niet wil onderbreken. Men gebruikt dan een stroomtransformator die de stroom eerst omlaag transformeert (en die de stroomkring niet onderbreekt), die dan gemeten kan worden.

Een stroomtransformator heeft een eigen meetonzekerheid en afwijking. De afwijking beïnvloedt de grootte van de te meten stroom (ratiofout) en de fasehoek van het aangeboden signaal (hoekfout). De fouten moeten dus meegenomen worden in de totale meetonzekerheid van het meetsysteem. De meetonzekerheid van het totale meetsysteem mag -op voorwaarde dat de onzekerheden normaal verdeeld zijn- als volgt berekend worden:

  • onzekerheid = √ [(onzekerheid trafo)² + (onzekerheid meter)²]

De invloed van de hoekfout is in bepaalde gevallen ook van belang, maar wordt in bovenstaande berekening niet meegenomen.
© 2011 - 2017 Tronic, het auteursrecht van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van de infoteur is vermenigvuldiging verboden.
Gerelateerde artikelen
De multimeter voor beginnersIn een opwelling koop je een interessant uitziende multimeter. Een beetje knutselaar heeft er eentje, dus jij nu ook. Al…
Stroom, spanning en weerstandStroom, spanning en weerstandWe hebben overal te maken met spanning en stroom, maar wat is het nu eigenlijk. En waarom zit er in elk apparaat een wee…
Elektromagnetisme: LorentzElektromagnetisme: LorentzEen elektrische stroom in een magnetisch veld wekt een kracht op; dit is vastgelegd in de wet van Lorentz. De Nederlands…
Klussen: elektronica  circuit en regelen elektrische stroomKlussen: elektronica circuit en regelen elektrische stroomStroom bestaat uit beweging van negatief geladen deeltjes (elektronen) van een negatieve naar een positieve pool. De con…
Spanning en stroom simpel uitgelegdSpanning en stroom simpel uitgelegdSpanning en stroom zijn voor veel mensen lastige begrippen. Vaak worden ze door elkaar gebruikt. Een manier om een beter…
Bronnen en referenties

Reageer op het artikel "Elektrische stroom meten"

Plaats als eerste een reactie, vraag of opmerking bij dit artikel. Reacties moeten voldoen aan de huisregels van InfoNu.
Meld mij aan voor de tweewekelijkse InfoNu nieuwsbrief
Infoteur: Tronic
Laatste update: 10-03-2017
Rubriek: Wetenschap
Subrubriek: Diversen
Bronnen en referenties: 4
Schrijf mee!