Spannungsmessung an einem T90-Batteriehalter

[Ando]

Ich wollte die Spannung an zwei eingelegten AA-Batterien prüfen und erhielt ein - auf den ersten Blick - nicht nachvollziehbares Ergebnis.

Burkhard Kainka hat sich das in seinem Labortagebuch näher angesehen:

https://www.elektronik-labor.d…ebuch/Tagebuch0521.html#

Spannende Spannungen


Das Problem:

Zwei AA-Batterien im Batteriehalter, die eben noch die T90 in Gang gebracht haben (zusammen mit den beiden anderen), zeigen bei Messung im Batteriehalter eine Gesamtspannung von nur ca. 20 Millivolt. Das kann nicht sein, da würde die T90 nicht arbeiten bei so wenig Spannung.

Die Messspitzen meines Multimeters hielt ich an den Kontakt des Batteriehalters (Pluspol) und an den Minuspol der zweiten Batterie.

Auf den ersten Blick scheint klar zu sein, dass die - noch guten Batterien - weniger Strom liefern, weil eben der Kontakt im Batteriehalter nicht mehr ordentlich leitet.

Aber wie sieht das schaltungstechnisch aus?

Hier mein Ansatz:

Die beiden AA-Batterien ergeben in Reihe geschaltet - so wie es im Batteriehalter üblich ist - zusammen 3 Volt Leerlaufspannung. Das ist die Spannung, die man misst, wenn die Batterien nicht belastet werden, dh. keinen Strom abgeben.

Aber wo sollte jetzt im Batteriehalter ein Strom fließen? Der ist doch ausgebaut aus der Kamera, es gibt damit keinen Stromkreis und keinen Verbraucher, der die Batterien belastet?

Sobald ich das Multimeter zur Spannungsmessung an den Pluspol und den Minuspol der beiden "3-Volt-Batterien" lege, stelle ich einen Stromkreis her. Und da gibt es - es ist nicht zu glauben - gleich drei Verbraucher, die der Strom passieren muss:

1. Einmal den Innenwiderstand der Batterien, ich habe ihn hier mit 100 Ohm angesetzt.
2. Dann den Widerstand, den die Oxydschicht am Kontakt bildet. Der ist sehr hoch, also 1 Gigaohm angenommen.
3. Und das Multimeter, das einen Innenwiderstand von 10 Megaohm hat. Und da es mit seinen beiden Messspitzen den Stromkreis schließt, ist es ebenfalls ein Verbraucher, durch den Strom gegen Widerstand fließt.

Als Schaltung sieht das so aus:




Der Strom fließt durch den Innenwiderstand der Batterie (hier als Ersatzwiderstand mit 100 Ohm eingesetzt), dann durch die Oxydschicht des Kontaktes und durch das Multimeter. Also eine Reihenschaltung mit drei Widerständen (Verbrauchern).

Das ergibt einen Spannungsteiler mit drei Widerständen. Und da ist es so, dass am größten Widerstand die meiste Spannung abfällt. Das ist die Oxydschicht mit 1 Gigaohm. Da geht fast die ganze Batteriespannung hin. Für das Multimeter bleibt dann nur ein Spannungsabfall von 29,7 Millivolt - und den zeigt es an.

Das bekannte Phänomen der Spannungsmessung an hochohmigen Widerständen. Nur in dieser Konstellation ist das Multimeter nicht parallel, sondern in Reihe geschaltet.

Was meint ihr? Ist das so schlüssig?






Hier leider ein Fehler, die schwarze Messleitung des Multimeters (als Voltmeter) liegt üblich an Masse oder am niedrigeren Potentialwert, daher muss sie mit einem Minus bezeichnet werden.