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Ratgeber
Neben Strom und Spannung gehört der Widerstand zu den meistgeprüften elektrischen Größen. Entsprechend vielfältig ist das Angebot an Widerstandsmessgeräten.
Wir geben Ihnen hier einen Überblick über die wichtigsten Systeme und erklären kurz deren Funktion und Einsatzbereiche.
In der Elektronik und im Elektromagnetismus ist der Widerstand eines Objekts ein Maß für seine "Abwehr" gegen den Fluss von elektrischem Strom. Die umgekehrte Größe ist die elektrische Leitfähigkeit, also die Leichtigkeit, mit der ein elektrischer Strom fließt.
Das Maß, in dem sich ein Objekt sozusagen gegen den Stromfluss stemmt – gemessen in der SI-Einheit Ohm – hängt zu einem großen Teil von seinem Material ab.
Gegenstände aus elektrischen Isolatoren wie Gummi besitzen in der Regel eine sehr hohe Widerstandskraft und eine geringe Leitfähigkeit, während Objekte aus elektrischen Leitern wie Metallen sich üblicherweise nur gering dem Stromfluss widersetzen und deshalb eine hohe Leitfähigkeit besitzen.
Die Art des Materials ist allerdings nicht der einzige Faktor. Die Widerstandsfähigkeit hängt auch von der Größe und der Form eines Objekts ab. Zum Beispiel ist ein langer und dünner Draht deutlich widerstandsfähiger als ein kurzer und dicker.
Grundsätzlich gilt: Alle Objekte widerstehen dem elektrischem Strom. Die Ausnahme bilden lediglich so genannte Supraleiter, die bei einer Abkühlung auf wenigstens -197 °C einen nicht mehr messbaren Widerstand besitzen.
Erdungsmessgeräte
Eine Erdung verbindet bestimmte Teile eines elektrischen Energiesystems aus Sicherheits- und Funktionszwecken mit der Erde, typischerweise einer leitfähigen Oberfläche innerhalb der Erde.
Sinn und Zweck der Erdung ist die Ableitung von Blitzeinschlägen oder Fehlerströmen wie Kurzschlüssen ins Erdreich, um schwerwiegenden Stromunfällen vorzubeugen. In Gebäuden geschieht dies durch eine zentrale Erdleitung zu im Boden verankerten "Erdern", an die alle festinstallierten Elektrogeräte und Steckdosen mit ihrem Schutzleiter aber auch Rohrleitungen für Wasser und Gas sowie sanitäre Metallobjekte angeschlossen sind.
Mit Messgeräten für den ohmschen Widerstand der Erdung lässt sich die korrekte Ableitung überprüfen, in der Regel unmittelbar nach der Installation der Anlage. Zwei Messmethoden stehen dabei zur Auswahl:
- Messung über Erdsonden
- Messung mit einer Stromzange
Die Erdsondenmessung erfolgt über Erdspieße, die in bestimmten Abständen ins Erdreich gesteckt werden. Durch eine vergleichende Messung lässt sich danach der Stromfluss Richtung Erde ermitteln.
Die Messung mit einer Stromzange erfolgt dagegen unmittelbar an der Erdableitung im Gebäude.
Grundsätzlich gilt bei jeder Messung des Erdungswiderstands: Er muss so gering wie möglich ausfallen. So sollte der Widerstand in feuchten oder lehmigen Böden sowie in Beton bei maximal 100 Ohm liegen, bei steinigen Böden höchstens bei 1000 Ohm.
Isolationsmessgeräte
Bei Isolationsmessgeräten handelt es sich – im Gegensatz zu herkömmlichen Vielfachmessgeräten – um Messgeräte für höhere Prüfspannungen mit deutlich erweitertem Messbereich.
Mit diesen speziellen Testern ist es möglich, über die Messung des Isolationswiderstand den Zustand und die Qualität von Isolierungen zu prüfen und zu beurteilen. Das gilt insbesondere dann, wenn derartige Isolationsprüfungen im Rahmen vorbeugender Instandhaltung elektrischer Anlagen anfallen. Derartige Prüfungen sind häufig sogar gesetzlich vorgeschrieben, zum Beispiel nach Änderungen und Instandsetzungen elektrischer Betriebsmittel und Anlagen.
Hinsichtlich der Bauform dominieren kompakte, handgehaltene Messgeräte den Markt. Sie bieten in der Regel mehrere, in Stufen wählbare Prüfspannungen. Die Werte reichen von 50 bis maximal 500 oder 1000 Volt Gleichspannung. Für Hochspannung ausgelegte Isolationsmesser bieten sogar Messspannungen bis zu 5 Kilovolt und Messbereiche bis in den Teraohmbereich.
Zum Messen solch hoher Spannungen sind allerdings besonders geschirmte Messleitungen notwendig. Erhältlich sind außerdem Kombigeräte als Multimeter mit integrierten Isolationsmessbereich sowie Installationstestgeräte, bei denen die Isolationsprüfung Bestandteil der entsprechenden Prüfnormen ist.
Ohmmeter
In Elektronik und Elektrotechnik gehört die Widerstandsmessung sozusagen zum Tagesgeschäft. Typische Kandidaten für den Einsatz eines Widerstandsmessgeräts sind Bauteile wie Widerstände, Spulen oder auch Schaltkontakte. Häufig muss aber auch der Widerstandswert einer Verkabelung, zum Beispiel bei einer Elektroinstallation, exakt gemessen werden. Genau für solche Messaufgaben gibt es spezielle Ohmmeter.
Bleibt die Frage: Wieso reicht zur Widerstandsmessung nicht die in nahezu allen Vielfachmessgeräten vorhandene Messfunktion?
Die Antwort: Normale Universalmessgeräte sind nur dann ausreichend, wenn die Widerstandsmessung nicht bis auf die vierte Stelle hinter dem Komma genau sein muss, bei typischen Service- oder Reparaturarbeiten beispielsweise. In diesem Bereich spielt es normalerweise keine Rolle, wenn bei einem zu messenden Widerstand von 10 Kiloohm die Messleitungen selbst einen Widerstand von 0,2532 Ohm aufweisen.
Müssen aber sehr kleine Widerstände exakt gemessen werden, scheitern normale Multimeter in der Regel. Allein schon deshalb, weil die Messleitungen meist einen höheren Widerstandswert aufweisen, als das zu messende Bauteil. Spezielle Ohmmeter sind dagegen in der Lage, über die so genannte Vierleiter-Messmethode auch geringste Widerstände von einem Tausendstel Ohm oder sogar einem Millionstel Ohm exakt zu messen.
FAQ – häufig gestellte Fragen
Müsste es statt Ohmmeter technisch exakt nicht Widerstandsmeter heißen?
Der Begriff Ohmmeter ist tatsächlich irreführend. Und zwar deshalb, weil es sich bei Ohm um die SI-Einheit für den elektrischen Widerstand an sich handelt und nicht um eine physikalische Größe. Der Begriff hat sich aber genauso eingebürgert wie Voltmeter für einen Spannungsmesser oder Amperemeter für einen Strommesser.
Sind Isolationsmessgeräte auch für Widerstandsmessungen geeignet?
Im Prinzip ja, denn die meisten Messgeräte für Isolationen bieten auch Widerstandsmessungen an. Einige Modelle verfügen zudem über weitere, von Universalmessgeräten bekannte Messfunktionen zum Beispiel für Strom, Spannung, Frequenz und Kapazität.
Noch bis Ende der 1980er Jahre war es möglich, für die Erdung Wasser- oder Gasleitungen zu nutzen. Warum ist das heute verboten?
Der Grund für das Verbot liegt in der Gefahr der Korrosion dieser Leitungen, wenn es zu einer Vielzahl von „Kurzschlüssen“ oder Blitzeinschlägen kommt. Die Versorgungsunternehmen – deren Einwilligung für die Erdung ohnehin vorgeschrieben war – hätten dann auch keine Möglichkeit mehr gehabt, metallische Leitungen gegen jene aus Kunststoff auszutauschen.