Kompensationsschaltung

Schema der Poggendorffschen Kompensationsschaltung

Eine poggendorffsche Kompensationsschaltung (nach Johann Christian Poggendorff) ist eine elektrische Schaltung zur stromlosen Messung einer Spannung.

Aufbau und Funktionsweise

Mit einem variablen Widerstand (Potentiometer) wird eine Hilfsspannung so eingestellt, dass kein elektrischer Strom mehr zwischen den Quellen der Hilfs- und der zu messenden Spannung fließt. Die Spannung am variablen Widerstand ist dann gleich der unbekannten Spannung. Da kein Belastungsstrom an der zu bestimmenden Quelle vorliegt, kann somit die Urspannung der Quelle mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.
Zur Strommessung wird meist ein Galvanometer oder ein anderes empfindliches Amperemeter verwendet.

Die Berechnung des Betrages der zu bestimmenden Spannung U_M kann durch das ohmsche Gesetz bzw. das Widerstandsverhältnis am Potentiometer erfolgen.

Ist der Betrag des Widerstands R_H, über dem die Hilfsspannung U_H abgegriffen wird und der elektrische Strom I durch diesen Widerstand bekannt, so gilt:

$U_M=U_H=R_H\cdot I$

Ist der Betrag des Widerstandes R_H über dem die Hilfsspannung U_H abgegriffen wird, der Betrag des Widerstandes R_G des gesamten Potentiometers, bzw. deren Verhältnis $a=\frac{R_H}{R_G}$, und die Spannung U_G über dem gesamten Potentiometer bekannt, so gilt:

$U_M=U_H=a\cdot U_G=\frac{R_H}{R_G}\cdot U_G$

Die Spannung U_G wird zumeist durch ein Normalelement erzeugt.

Voraussetzung für das Verfahren ist, dass die unbekannte Spannungsquelle sowohl Strom aufnehmen (als Senke dienen) als auch abgeben (als Quelle dienen) kann. Das ist zum Beispiel bei der Quellenspannung von galvanischen Elementen der Fall - dementsprechend diente das Verfahren u. a. zur Bestimmung der elektrochemischen Spannungsreihe bzw. des elektrochemischen Potentials unbekannter Metalle.

Heute ist das Verfahren weitestgehend durch Elektrometerverstärker abgelöst worden, welche Spannungen mit Hilfe von Instrumentenverstärkern (präzise Operationsverstärker mit hochohmigem Eingang) auch ohne Vergleichsquelle nahezu stromlos messen können.

Siehe auch

• Kompensationsmethode
• Wheatstonesche Messbrücke
• Spannungs-Kompensation

Weblinks

poggendorfsche Kompensationsschaltung & wheatstonesche Brückenschaltung