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Messung von Ladespannung und Ladestrom
Da es immer wieder Missverständnisse über die Bedeutung der Begriffe “Ladespannung”
und “Ladestrom” gibt und auch immer wieder gutgemeinte Ratschläge über die Messung
und Einstellung gibt, habe ich hier einmal meine Kenntnisse und Erfahrungen aus der Praxis
als Elektromeister mit langjähriger Kfz-Tätigkeit zusammengefasst:
1. Messung von Ladespannung und Ladestrom
1.1 Ladespannung
Als “Model” habe ich nachstehend das Plasikauto meiner Tochter genommen, die
Verhältnissen sind aber überall die Gleichen, egal ob 6- oder 12-Volt. Bei unseren Dieseln
oder Umgebauten mit 2 6-Volt Batterien misst man über beide Batterien, als wenn es eine
einzige 12-Volt Batterie wäre. Erst wenn hier unerklärliche W erte auftreten oder ein Problem
bekannt ist, kann man jede 6-Volt Batterie auch einzeln messen.
W enn es nicht nur um die reine Neugier geht, messe ich zunächst einmal dei Spannung der
abgeklemmten Batterie:
Dazu wird die Plus-Pol-Klemme gelöst, der richtige Meßbereich (hier 15 Volt) eingestellt,
Plus des Meßgerätes (meistens rot) an Plus der Batterie und Minus an Minus.
Der angezeigte W ert sollte zwischen 12,5 (bzw. 6,3) Volt (gut vollgeladen) und 10,5 (bzw.
5,3) Volt (ziemlich leer, sollte geladen werden) liegen.
Dann wird die Batterie wieder angeschlossen und der Motor gestartet. Bei Leerlaufdrehzal
wird sich keine Änderung gegenüber der Batteriemessung zeigen (Es sei denn, man hat eine
Drehstrom-Lichtmaschine eingebaut). Erst bei etwas erhöhter Drehzahl, so 1.200 bis 2.000
U/min ist die volle Ladespannung da. Diese sollte um 1 - 2 Volt höher als die vorher
gemessene Batteriespannung liegen. Man darf hier aber nicht päpstlicher sein als der Papst
(siehe nachfolgendes Kapitel über Messfehler). Eine, (mit dem gleichen Meßgerät!)
Angezeigte Spannung zwischen 13,0 und 15,5 Volt ist völlig in Ordnung. Sollte allerdings die
Batterie Säure verloren haben, bzw. diese aus den Luftlöchern der Stopfen ausgetreten sein
(die Batterie hat “gekocht”), dann ist die Ladespannung zu hoch und der Bosch-Dienst ist
gefragt! (Oder das Schätzchen ist 10 Jahre alt und gehört auf den Sondermüll)
1.2 Ladestrom
Der Ladestrom braucht überhaupt nicht gemessen zu werden, wenn die obigen
Spannungswerte in Ordnung sind. Man kann es natürlich machen, wenn Verdacht auf eine
defekte Lichtmaschine oder so besteht.
Achtung, die Lichtmaschine muß nicht gleich kaputt sein! Wenn z.B. der Keilriemen zu locker
ist, dann dreht sich die Lichtmaschine gerade noch und liefert Spannung, der Riemen rutscht
aber durch, wenn Leistung gefordert ist. Sehen tut man da nix!
Erste Voraussetzung:
Erst den Motor starten!
Wenn man das Ampéremeter vorher anschließt, und dann den Anlasser betätigt, dann löst es
sich in Rauch auf und es verbreitet sich ein intensiver Geruch nach verfaultem Rettich.
Also: erst das Meßgerät auf den höchsten (Sicherheitshalber) Gleichstrom-Ampérewert
stellen. Da ich ja den Strom messen will, der IN die Batterie hineinfließt (den Ladestrom),
muß ich das Gerät in der richtigen Richtung anschließen, d. h.:
Zunächst bei laufendem Motor, etwas über Leerlaufdrehzahl damit er nicht ausgeht, das
Pluskabel an der Batterie abklemmen. Das Ampéremeter wird “in Reihe” dazwischen-
geschaltet. Dabei beachten:
Plus an das abgeklemmte Pluskabel, Minus an den Pluspol der Batterie!
Je nach Ladezustand und ohne sonstige Verbraucher (Licht usw.) sollte ein Strom zwischen
2 A und etwa 1/10 der Batteriekapazität (bei 84 Ah ca. 8,4 A) angezeigt werden. Wenn man
nun Scheinwerfer, Nebelscheinwerfer, Heizgebläse, Warnblinker und was man sonst noch so
hat, nacheinander einschaltet, geht der Ladestrom zurück bis auf Null und es kann sogar
Strom in die Gegenrichtung fließen. Das ist der Punkt, wo auch die rote Kontrollampe anfängt
zu gliimmen (sieht man nur im Dunkeln) und ein Zeichen, dass man einfach zuviel Gedöns in
sein Auto eingebaut hat und eigentlich eine größere Lichtmaschine bräuchte.
2. Messgeräte
Wen man lediglich wissen will, ob die Batterie überhaupt geladen wird (bei etwas erhöhter
Leerlaufdrehzahl) dann reicht dazu eine einfache Kontrollampe, besser noch eine Lampe
erhöhter Leistung, z.B. Scheinwerfer, an die 2 Drähte gelötet werden. Man hält die Lampe bei
stehendem Motor an die Batteriepole (nicht gerade in strahlendem Sonnenschein!) Und
startet dann den Motor. Bei Drehzahl ab ca. 1.200 U/min wird die Lampe erheblich heller und
zeigt damit an, dass seitens Lima und Regler alles in Ordnung zu sein scheint.
Will man es genauer wissen oder gar den Regler einstellen (wer nicht genau weiß wie und so
ein kleines Hebelchen von Bosch zum Verbiegen der Kontakte besitzt, der lasse besser die
Finger davon!), muß man eben messen. Dabei kommt es aber auf einige 10-tel Volt an, d. h.
ich brauche ein Messgerät ausreichender Genauigkeit. Ob digital oder analog (mit Zeiger) ist
eine Geschmackssache. Ich bevorzuge ein analoges Gerät, weil man damit einen “Trend” und
schnell wechselnde Werte besser erkennen kann (meine ich).
Wer tiefer in die Materie “Genauigkeitklassen” eindringen will, findet hier recht brauchbare
Informationen:
http://public.beuth-hochschule.de/~rafu/MTA.pdf
http://de.wikipedia.org/wiki/Genauigkeitsklasse
http://www.brix.de/elektrik/digitalanzeige_messgeraet.html
Billig-Digital-Multimeter (analoge gibt es wohl keine mehr), so 10 - 30 Euro, haben meistens
überhaupt keine Angabe der Genauigkeitsklasse (die kann dann bis +/- 5% betragen). Somit
ist der zulässige Meßfehler schon größer als die erforderliche Genauigkeit. Wenn man es also
wissen will, muss man schon so um die 50,- bis 100,- Euro ausgeben, nach oben keine
Grenze. Ein Elektronikfreak hat natürlich einen hochgenauen Datenlogger an seinem PC.
Man muß dabei beachten, dass sich die Genauigkeitsangabe, z. B. 1,5%, immer auf den
jeweiligen Skalen-Endwert bezieht, man sollte daher ein Gerät wählen, das Einstellbereiche
hat, die dem zu messendem Wert möglichst nahe kommen, d.h. z.B. Messbereiche von 10
Volt und 20 Volt, wenn man 6- und 12-Volt Anlagen untersuchen will.
Bei analogen Geräten ist die Klasse der einigermaßen preiswerten in der Regel 1,5%, d.h. bei
Messbereich 20 Volt ist der Fehler 0,3 V. Bei gemessenen 13,5 V. Liegt die tatsächliche Span-
nung also zwischen 13,2 und 13,8 Volt (Genau genommen können es auch 12,9 oder 14,1
Volt sein, da ich ja nicht weiß, ob das Gerät an seiner oberen oder unteren Toleranzgrenze
arbeitet). Aber wie auch immer, für unsere Zwecke reicht die Genauigkeit.
Die etwas besseren Digitalgeräte werden meistens mit einer Genauigkeit von 0,5% PLUS
einer Anzeigetoleranz von 10 - 15 Digits angegeben. Im Bereich 20 Volt ist der Fehler dann
so:
Prozentualer Fehler +/- 0,1 Volt. Die Anzeige hat dann meistens 2 Stellen hinter dem Komma.
Bei angezeigten 13,50 Volt habe ich dann:
0,1 Volt Messfehler + 10 digits Anzeige = tatsächler Wert zwischen 13,3 und 13,7 Volt.
Das Digitalgerät ist also zunächst mal geringfügig genauer. Man achte aber genau auf die
technischen Daten, die gerade bei den unteren Preisklassen (50 Euro aufwärts) häufig
verklausuliert angegeben werden, sodaß gerade im 20-Volt-Bereich der Digitalfehler auch 15
oder gar 20 Digits betragen kann.