Stromzange
Neben elektrischer Spannung und Leistung ist der elektrische Strom die wichtigste Messgröße in der Elektrotechnik. Doch oft ist man bei der Messung des Stroms mit Problemen konfrontiert, denn zur direkten Messung muss man ein Messgerät in den Stromkreis integrieren. Dies kann nicht nur das Messergebnis verfälschen und für Sicherheitsrisiken sorgen, sondern ist oft erst gar nicht möglich. Wollen Sie beispielsweise wissen, wieviel Strom im Leitungskabel zu Ihrem Kühlschrank fließt, so können Sie das Kabel nicht einfach in der Mitte auftrennen, um ein Messgerät dazwischenzuschalten. Dadurch würde das Stromkabel natürlich beschädigt und die Lebensmittel in Ihrem Kühlschrank verderben.
Um diesen Umständen gerecht zu werden, gibt es sogenannte Stromzangen. Diese können berührungslos und ohne Auftrennen des Leitungskreises den Strom messen. Welche Arten von Stromzangen es gibt und wie diese funktionieren, erfahren Sie in den nachfolgenden Absätzen.
AC-Stromzange
Man unterscheidet oft zwischen zwei Arten von Stromzangen, den Wechselstromzangen (AC-Stromzangen) und den Allstromzangen. AC-Stromzangen können, wie der Name vermuten lässt, nur für Wechselstrom eingesetzt werden. Dies liegt an ihrem Wirkungsprinzip, welches dem eines Stromwandlers entspricht. Genau genommen sind AC-Stromzangen sogar echte Stromwandler, wobei die Primärwicklung nur aus einer Windung besteht – dem zu messenden Stromkabel.
In der nachfolgenden Abbildung sehen Sie den Aufbau einer AC-Stromzange: 
Funktionsprinzip einer AC-Stromstange
Die Funktionsweise lautet wie folgt:
- Der Strom im Leitungskabel erzeugt ein Magnetfeld um das Kabel. Dies ist ein grundlegendes Naturgesetz, welches Ampèresches Gesetz genannt wird.
- Nun umschließt man das Stromkabel mit der kreisförmigen Stromzange. Da der Kern der Stromzange aus magnetisch gut leitendem Material besteht, „fließt“ das Magnetfeld durch diesen Kern.
- Das (aufgrund des Wechselstromes) „wechselnde“ Magnetfeld erzeugt nun in der um den Kern gewickelten Sekundärspule, einen weiteren Strom. Dies geschieht nach dem sogenannten Induktionsgesetz. Der induzierte Strom ist meist deutlich kleiner als der Strom im zu messenden Kabel.
- Der Strom im Sekundärkreis kann nun klassisch gemessen werden. Meist wird das Messgerät selbst durch diesen Sekundärstrom versorgt und es sind keine weiteren Batterien oder Akkus zum Betrieb nötig.
Wichtig zu merken ist: Die Stromzange misst den elektrischen Strom indirekt, indem es das wechselnde Magnetfeld des Leiterkabels ermittelt. Mehr über die Funktionsweise einer AC-Stromzange erfahren Sie in unserem Blogpost über Stromwandler.
Allstromzange
Im Gegensatz zu AC-Stromzangen können Allstromzangen alle Arten von Strom messen (deswegen auch ALLstromzange). Ein Leiter in dem ein Gleichstrom fließt, erzeugt nur ein statisches, konstantes Magnetfeld. Dieses kann von AC-Stromzangen nicht gemessen werden, da jene ein „wechselndes“ Magnetfeld benötigen. Um eine Allstromzange zu realisieren, werden daher Sensoren benötigt, die auch statische Magnetfelder messen können. Zu diesen gehören Hallsensoren.
Den Aufbau einer solchen Allstromzange mit Hallsensor sehen sie hier:
Funktionsprinzip einer Allstromzange
Der Hallsensor wird in einen Spalt im magnetisch leitenden Kern gelegt. Dadurch fließt das Magnetfeld direkt durch den Hallsensor.
Probleme von Stromzangen
Wie schon erwähnt, werden Stromzangen zur indirekten, kontaktlosen und sicheren Messung von Strom verwendet. Doch wie fast überall im Leben haben auch Stromzangen ihre Nachteile. So erweisen sich Stromzangen zwar bei der Messung von einzelnen Leitungskabeln als sehr nützlich, liefern aber bei der zeitgleichen Messung mehrerer Kabel falsche Ergebnisse. Sind beispielsweise zwei Leitungskabel mit entgegengesetzter Stromrichtung miteinander verflochten, wird das Ergebnis der Messung 0 A sein. Doch warum?
Die Antwort ist folgende: Beide Stromleiter erzeugen ein Magnetfeld, jedoch erzeugen entgegengesetzte Ströme auch entgegengesetzte Magnetfelder. Somit heben sich die Magnetfelder beider Ströme auf und die Stromzange (welche beide Stromkabel umschließt) ermittelt einen Strom von 0 A.
Natürlich gibt es aber auch spezielle Stromzangen, welche mehrere Leiter gleichzeitig messen können. Diese sind aber meist sehr teuer und auch eher ungenau.
Stromzangen gibt es außerdem in unterschiedlichsten Messbereichen. Nach obenhin ist hier kaum eine Grenze gesetzt. So haben typische Stromzangen einen Messbereich von bis zu 600 A, aber auch Werte im vierstelligen Bereich sind durchaus möglich. Nur nach untenhin ist wegen des dann sehr schwach werdenden Magnetfeldes eine Grenze gesetzt.
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Die von uns vertriebenen Stromzangen sind Allstromzangen (auch als DC-Stromzangen bezeichnet) und daher sowohl für DC als auch AC verwendbar. Sie verfügen über einen Innendurchmesser von 20–50 mm. Mit einem Messbereich von bis zu 1000 A, einer Genauigkeit von 0,3 % und einem empfohlenen Frequenzbereich bis zu 1000 kHz AC sind sie perfekt für die verschiedensten Anwendungen geeignet.
Stromzange von DEWETRON
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