Warum ist im Potentiometer ein hoher Widerstand mit dem Galvanometer verbunden?

Bei einem Potentiometer ist aus mehreren Gründen ein hoher Widerstand in Reihe mit einem Galvanometer geschaltet. Erstens ist das Galvanometer ein empfindliches Instrument, das auf kleine Ströme reagiert. Durch das Hinzufügen eines hohen Widerstands in Reihe, der üblicherweise als Shunt-Widerstand bezeichnet wird, wird der Strom durch das Galvanometer begrenzt und so verhindert, dass es durch übermäßigen Strom beschädigt wird. Dieser Aufbau stellt sicher, dass das Galvanometer innerhalb seines sicheren Strombereichs arbeitet, wodurch sein empfindlicher Mechanismus geschützt und genaue Messwerte gewährleistet werden.

Der hohe Widerstand in Reihe mit dem Galvanometer dient auch dazu, den Einfluss des eigenen Widerstands des Galvanometers auf den zu messenden Stromkreis zu verringern. Galvanometer haben normalerweise einen endlichen Widerstand und können bei direktem Anschluss die gemessene Spannung oder den gemessenen Strom verändern. Durch das Hinzufügen eines hohen Widerstands in Reihe wird der Gesamtwiderstand im Stromkreis erhöht, wodurch die durch den Innenwiderstand des Galvanometers verursachte Störung minimiert wird.

Bei der Umwandlung eines Galvanometers in ein Voltmeter wird ebenfalls ein hoher Widerstand in Reihe mit dem Galvanometer hinzugefügt, um dessen Messbereich zu erweitern. Ein Voltmeter muss einen Spannungsbereich messen, ohne dem zu prüfenden Stromkreis nennenswerten Strom zu entnehmen. Der hohe Serienwiderstand stellt sicher, dass das Voltmeter eine hohe Eingangsimpedanz hat, wodurch Belastungseffekte auf den Schaltkreis minimiert und die Spannung genau gemessen werden, ohne das Verhalten des Schaltkreises wesentlich zu beeinflussen.

Ein in Reihe geschaltetes Galvanometer mit hohem Widerstand wird oft als „Shunt-Galvanometer“ bezeichnet. Diese Konfiguration ermöglicht es dem Galvanometer, Ströme oder Spannungen zu messen, ohne den Betrieb des Schaltkreises direkt zu beeinflussen, wodurch es sich für präzise Messungen in verschiedenen Anwendungen wie Laborexperimenten, elektrischen Tests und Kalibrierungsverfahren eignet.