Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Energieverbrauch Potentiometer


von Jens (Gast)


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Hallo zusammen,

ich habe einen simplen Messaufbau entwickelt und ein Teil davon ist ein 
Potentiometer mit einem maximalen Widerstand von 500k Ohm. Wenn ich mit 
einem Labornetzteil nun eine Spannung von 4,6V anlege und den Regler zu 
Gnd bewege, fließt ein Strom von 8,9uA. Wenn ich den Regler nun zu VCC 
bewege, steigt die Stromstärke auf 13,4uA. Zwischen dem Regler und GND 
liegt ausschließlich ein Spannungsmessgerät an.

Da das Potentiometer ein Teil meines Uni-Projektes ist, muss ich den 
Anstieg der Stromstärke erklären können, was ich aber nach meinen 
Recherchen nicht kann. Die 8,9uA lassen sich wohl durch den etwas 
ungenauen 500k Ohm Widerstand des Potis erklären (U/R). Aber wieso kommt 
es zu einem Anstieg der Stromstärke bei Bewegung des Reglers zu VCC, 
obwohl nur ein Oszilloskop angeschlossen ist? Und wie genau kann ich den 
Anstieg rechnerisch nachvollziehen?

Vielen Dank für eure Hilfe,
Jens

von John D. (drake)


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Offensichtlich hat das Messgerät einen Innenwiderstand von 1MOhm. 
Absolut üblich bei Oszilloskopen.

: Bearbeitet durch User
von Roland L. (Gast)


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Jens schrieb:
> Aber wieso kommt
> es zu einem Anstieg der Stromstärke bei Bewegung des Reglers zu VCC,
> obwohl nur ein Oszilloskop angeschlossen ist?

es kommt zu einem Anstieg der Stromstärke, WEIL ein Oszilloskop 
angeschlossen ist.
der Anstieg sind 4,5µA, das entspricht einem Widerstand von 1MOhm.
Schalte mal den Tastkopf auf 1:10, dann ist der Anstieg nur 1/10

von Jens (Gast)


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Wow, das kommt perfekt hin! Danke!

von Der Andere (Gast)


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Jens schrieb:
> Wow, das kommt perfekt hin! Danke!

Siehe:
Belasteter Spannungsteiler

Wiel sowas wohl nicht mehr ohne Video geht:
https://www.youtube.com/watch?v=A0Qav-KJNzQ

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Jens schrieb:
> Wenn ich mit einem Labornetzteil nun eine Spannung von 4,6V anlege und
> den Regler zu Gnd bewege, fließt ein Strom von 8,9uA. Wenn ich den
> Regler nun zu VCC bewege, steigt die Stromstärke auf 13,4uA. Zwischen
> dem Regler und GND liegt ausschließlich ein Spannungsmessgerät an.
Du hättest den Effekt leicht(er) beobachten können, wenn du statt 4,6V 
eine Spannung 10V genommen hättest. Dann fließen einmal 20µA und einmal 
30µA. Bei diesen Zahlen und dem Ersatzschaltplan springt das dann sofort 
ins Auge...

Der Andere schrieb:
> Siehe: > Belasteter Spannungsteiler
Da ist weit&breit kein Spannungsteiler, es ist viel einfacher: einmal 
ist da eine eine Last von 500k und das andre Mal eine von 500k//1M.

: Bearbeitet durch Moderator
von Roland L. (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Der Andere schrieb:
>> Siehe: > Belasteter Spannungsteiler
> Da ist weit&breit kein Spannungsteiler, es ist viel einfacher: einmal
> ist da eine eine Last von 500k und das andre Mal eine von 500k//1M.

das war eben schon die Antwort auf die nächste Frage.

Warum steigt die Spannung nicht linear an, wenn ich das Potentiometer 
gleichmäßig drehe?

von Der Andere (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Der Andere schrieb:
>> Siehe: > Belasteter Spannungsteiler
> Da ist weit&breit kein Spannungsteiler, es ist viel einfacher: einmal
> ist da eine eine Last von 500k und das andre Mal eine von 500k//1M.

Nur in der Endstellung des Potis.
Ansonsten ist das natürlich ein belasteter Spannungsteiler. Das Poti ist 
der (veränderbare) Spannungsteiler und das Oszi die Last.

Roland L. schrieb:
> Warum steigt die Spannung nicht linear an, wenn ich das Potentiometer
> gleichmäßig drehe?

Siehe das verlinkte Video oder wahlweise anderer Doku zu dem Stichwort.
Damit solltest du dir deine Frage selber beantworten können

von Route_66 H. (route_66)


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Jens schrieb:
> Da das Potentiometer ein Teil meines Uni-Projektes ist, muss ich den
> Anstieg der Stromstärke erklären können,

Mal aus Interesse:
Welche Uni hat so schlechte Vorlesungen, dass sich die Studenten ihr 
Wissen aus Bastlerforen im Internet holen müssen?
(Ich will nur meine Enkel warnen.)

von Joachim B. (jar)


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Route 6. schrieb:
> Welche Uni hat so schlechte Vorlesungen, dass sich die Studenten ihr
> Wissen aus Bastlerforen im Internet holen müssen?

alle?

G12 und verkürzte Studienzeiten mit Mittelkürzung und mehr Studenten 
sind eben contraproduktiv.

Wie soll der (Lehr)Stoff "begriffen" werden wenn alles nur noch virtuell 
gelernt wird?

von Der Andere (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> G12 und verkürzte Studienzeiten mit Mittelkürzung und mehr Studenten
> sind eben contraproduktiv.

Sorry meine Kids hatten alle G12. Trozudem wird ein Spannungsteiler in 
Klasse 11 behandelt.
Und in der Uni ist das schon im ersten Semester Grundlagenstoff.

Wenn der TO nicht gerade BWL, Psychologie oder Germanistik studiert dann 
kann man das nicht auf die Uni schieben.

Ich kann ja verstehen wenn jemand mit REalschulabschluss später in der 
Technikerschule sich mit dieser Mathematik etwas schwertut, aber selbst 
da wird das wohl gelehrt.

von Roland L. (Gast)


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Route 6. schrieb:
> Welche Uni hat so schlechte Vorlesungen, dass sich die Studenten ihr
> Wissen aus Bastlerforen im Internet holen müssen?

ein Uni-Projekt kann auch sowas sein:

http://alt.sickingengymnasium.de/uni-projekte/uni-projekte-2014-2105

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Jens schrieb:
> Und wie genau kann ich den Anstieg rechnerisch nachvollziehen?
Abhängig vom Potidrehwinkel oder wie?

Roland L. schrieb:
> Warum steigt die Spannung nicht linear an
Die einzige Spannung, die bisher erwähnt wurde, ist fest auf 4,6V 
eingestellt, warum sollte die sich ändern? Oder ist eine ganz andere 
Spannung gemeint? Dann sollte das klar dargestellt sein. Denn in der 
vorliegenden Schaltung gibt es abhängig von der Potistellung bis zu drei 
Spannungen...  ;-)

Roland L. schrieb:
> ein Uni-Projekt kann auch sowas sein:
Schon, aber gehen wir im vorliegenden Fall einfach mal davon aus, dass 
der TE tatsächlich aus einer Uni in Deutschland gepostet hat.

: Bearbeitet durch Moderator
von Der Andere (Gast)


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Roland L. schrieb:
> ein Uni-Projekt kann auch sowas sein:
>
> http://alt.sickingengymnasium.de/uni-projekte/uni-projekte-2014-2105

Bist du jetzt Jens, der die original Frage gepostet hat und postest 
unter 2 unterschiedlichen Namen, oder hast du den Thread gekapert oder 
warum behauptest du das "Uniprojekt" von Jens wäre das hier:

Roland L. schrieb:
> ein Uni-Projekt kann auch sowas sein:
>
> http://alt.sickingengymnasium.de/uni-projekte/uni-projekte-2014-2105

Roland L. schrieb:
> Warum steigt die Spannung nicht linear an, wenn ich das Potentiometer
> gleichmäßig drehe?

Hst du dir das Video angesehen und kannst dir die Frage jetzt selber 
beantworten?

von npn (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Da ist weit&breit kein Spannungsteiler,

Ein Potentiometer ist kein Spannungsteiler? ;-)

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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npn schrieb:
> Ein Potentiometer ist kein Spannungsteiler? ;-)
Ein Potentiometer ist ein Potentiometer. Es kann als Spanungsteiler 
eingesetzt werden. Aber auch als drehwinkelabhängiger Widerstand...

Sodele, Haar glatt längs durchgespalten...  ;-)

Der Andere schrieb:
> Roland L. schrieb:
>> Warum steigt die Spannung nicht linear an, wenn ich das Potentiometer
>> gleichmäßig drehe?
> Hst du dir das Video angesehen und kannst dir die Frage jetzt selber
> beantworten?
Jens möchte wohl eher die Frage zum nichtlinearen Stromanstieg geklärt 
haben,
denn Jens schrieb:
>>> Aber wieso kommt es zu einem Anstieg der Stromstärke bei Bewegung des
>>> Reglers zu VCC, obwohl nur ein Oszilloskop angeschlossen ist? Und wie
>>> genau kann ich den Anstieg rechnerisch nachvollziehen?

: Bearbeitet durch Moderator
von Joachim B. (jar)


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: Bearbeitet durch User
von U. B. (Gast)


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> Ein Potentiometer ist kein Spannungsteiler?

Wenn man die Leitwerte des Potentiometers nutzt,
kann man es auch als Stromteiler verwenden.   ;-)

von Der Andere (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Jens möchte wohl eher die Frage zum nichtlinearen Stromanstieg geklärt
> haben,
> denn Jens schrieb:
>>>> Aber wieso kommt es zu einem Anstieg der Stromstärke bei Bewegung des
>>>> Reglers zu VCC, obwohl nur ein Oszilloskop angeschlossen ist? Und wie
>>>> genau kann ich den Anstieg rechnerisch nachvollziehen?

Genau diesen Anstieg hast du aber nur wenn das Oszi am Mittelabgriff 
angeschlossen ist also als Spannungsteiler verschaltet ist.

von npn (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> kommt halt auf die Beschaltung an

Stimmt. Und weil Jens (der TO) an das Poti VCC und GND anlegt und am 
Schleifer die Spannung gegen GND misst, gibt es da wohl keine 
Mehrdeutigkeiten...

von Egon N. (egon2321)


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Joachim B. schrieb:
> Route 6. schrieb:
>> Welche Uni hat so schlechte Vorlesungen, dass sich die Studenten ihr
>> Wissen aus Bastlerforen im Internet holen müssen?
>
> alle?
>
> G12 und verkürzte Studienzeiten mit Mittelkürzung und mehr Studenten
> sind eben contraproduktiv.
>
> Wie soll der (Lehr)Stoff "begriffen" werden wenn alles nur noch virtuell
> gelernt wird?

Hier hats das in Grundlagen der Elektrotechnik im ersten Semester und 
dann später nochmal im verpflichtenden elektrische Messtechnik für alle 
die das aus dem ersten Semester schon wieder versoffen haben.

Selbst Gesellen lernen das. Sprich wir sprechen hier wohl eher von allen 
Fernunis oder so etwas in der Richtung, aber eine seriöse Uni/FH 
vermittelt so etwas.

von HildeK (Gast)


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Was hackt ihr den auf dem TO und den Unis rum?
Bei der inzwischen vorhandenen hochohmigen Spannungsmesstechnik kann man 
leicht mal übersehen, dass plötzlich das Messgerät eine Rolle spielt und 
den Spannungsteiler merklich belastet.
Ist mir auch schon so passiert - das hat mich nur kurz gewundert und ich 
konnte es schnell ergründen, ohne Forum.
In 99% der Fälle misst man an wesentlich niederohmigen Quellen, da fällt 
das nicht auf und ist auch fast immer egal. Zumal meist die Messgeräte 
10MΩ haben statt 1MΩ, oder wie früher die analogen z.B. nur 20kΩ/V (= 
100kΩ im 5V-Bereich) hatten.

> Aber wieso kommt es zu einem Anstieg der Stromstärke bei Bewegung des
> Reglers zu VCC, obwohl nur ein Oszilloskop angeschlossen ist? Und wie
> genau kann ich den Anstieg rechnerisch nachvollziehen?

Du kannst das Poti R aufteilen in zwei Widerstände, R*x (unterer Teil) 
und R*(1-x) (oberer Teil) mit x=0...1.
Zum Widerstand R*x liegt der Ri des Messgeräts parallel.

Der Gesamtwiderstand Rges ist dann R*(1-x) + R*x || Ri und der Strom 
rechnet sich zu I = U/Rges.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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HildeK schrieb:
> Bei der inzwischen vorhandenen hochohmigen Spannungsmesstechnik kann man
> leicht mal übersehen, dass plötzlich das Messgerät eine Rolle spielt und
> den Spannungsteiler merklich belastet.
Naja, das herauszufinden ist offenbar Teil der Aufgabe. Denn da ist ja 
augenscheinlich nur das Poti und das Oszi beteiligt. Und gefragt wird 
nach dem Strom, der da reinfließt.

> Zumal meist die Messgeräte 10MΩ haben statt 1MΩ, oder wie früher die
> analogen z.B. nur 20kΩ/V (= 100kΩ im 5V-Bereich) hatten.
Man muss nur den Tastkopf des Oszis auf 10:1 umschalten, dann wird das 
Ding auch hochohmiger (diese Werte stehen aber normalerweise auf den 
Tastköpfen drauf)...   ;-)

Jens schrieb:
> Die 8,9uA lassen sich wohl durch den etwas ungenauen 500k Ohm
> Widerstand des Potis erklären (U/R).
Ist das nur die "nächstbeste" Erklärung oder hast du den Widerstand 
nachgemessen und die Genauigkeit (oder besser "Ungenauigkeit") der 
Messmittel in allen Stufen berücksichtigt?

Die 8,9µA lassen sich ja evtl. auch durch Abweichungen des Messgeräts 
erklären, denn wenn das +-2 Digits hat und dein Messbereich nur 1 
Nachkommaselle, dann kann das Messgerät bei 9µA Strom schon mal 9,2 oder 
8,8 anzeigen...

: Bearbeitet durch Moderator
von Der Andere (Gast)


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Lothar M. schrieb:
>> Die 8,9uA lassen sich wohl durch den etwas ungenauen 500k Ohm
>> Widerstand des Potis erklären (U/R).
> Ist das nur die "nächstbeste" Erklärung oder hast du den Widerstand
> nachgemessen und die Genauigkeit (oder besser "Ungenauigkeit") der
> Messmittel in allen Stufen berücksichtigt?

Ein normaler Kohleschichtpoti (und dabei wird es sich bei 500k handeln) 
hat 10 oder 20% Toleranz.
Ein "Messgerät" im Strommessbereich ist da normalerweise ca. 1 Dekade 
besser.
Insofern liegt der Verdacht schon nahe daß es (hauptsächlich) an der 
Toleranz des Potis liegt.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Man kann Raten und man kann Messen.
Raten sollte man nur, wenn man darin gut ist und Erfahrung hat.

Auch würde mich nicht wundern, wenn die Toleranz des Potis tatsächlich 
noch größer als die des Messgeräts wäre und tatsächlich nur 8,7µA 
fließen würden...  ;-)

Jens schrieb:
> ein Potentiometer mit einem maximalen Widerstand von 500k Ohm.
Dann kann am "zu niedrigen Strom" eigentlich nicht mehr das Poti schuld 
sein, wenn das "maximal 500k" hat...  :-D

: Bearbeitet durch Moderator
von HildeK (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Naja, das herauszufinden ist offenbar Teil der Aufgabe.

Das hatte ich nicht so verstanden:

Jens schrieb:
> ich habe einen simplen Messaufbau entwickelt
und
> ein Teil meines Uni-Projektes ist

Kann aber trotzdem sein ... :-)

Lothar M. schrieb:
> Man muss nur den Tastkopf des Oszis auf 10:1 umschalten, dann wird das
> Ding auch hochohmiger (diese Werte stehen aber normalerweise auf den
> Tastköpfen drauf)...   ;-)

Mir ist das schon klar :-).
BTW: es waren µA, keine mA.

von Jens (Gast)


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Ich danke euch allen für die Antworten! Das hat meine einfache Frage 
mehr als beantwortet.


Route 6. schrieb:
> Mal aus Interesse:
> Welche Uni hat so schlechte Vorlesungen, dass sich die Studenten ihr
> Wissen aus Bastlerforen im Internet holen müssen?
> (Ich will nur meine Enkel warnen.)

Auch auf unqualifizierte Antworten möchte ich gerne antworten: Die RWTH 
für Wirtschaftsingenieure hat anscheinend sehr schlechte Vorlesungen!

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