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Grundlagen der Fahrzeugelektrik Basiswissen, Messtechnik, Fehlersuche Martin Frei Krafthand Verlag Walter Schulz GmbH ISBN 978-3-87441-117-2 Krafthand-Technik Leseprobe

Grundlagen der Grundlagen der Fahrzeugelektrik Basiswissen ... · Grundlagen der Fahrzeugelektrik Basiswissen, Messtechnik, Fehlersuche Martin Frei Krafthand Verlag Walter Schulz

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Page 1: Grundlagen der Grundlagen der Fahrzeugelektrik Basiswissen ... · Grundlagen der Fahrzeugelektrik Basiswissen, Messtechnik, Fehlersuche Martin Frei Krafthand Verlag Walter Schulz

Grundlagen der Fahrzeugelektrik

Basiswissen, Messtechnik, FehlersucheMartin Frei

Krafthand Verlag Walter Schulz GmbH

ISBN 978-3-87441-117-2ISBN 978-3-87441-117-2

Grundlagen der FahrzeugelektrikBasiswissen, Messtechnik, Fehlersuche

Der Autor Martin Frei liefert in seinem neuen Buch‚Grundlagen der Fahrzeugelektrik’ zunächst elektrotechnisches Basiswissen im Detail. Dabeistellt er die gängigsten Zusammenhänge zusätz-lich in Form von Formeln dar. Zudem beleuchteter anhand zahlreicher Beispiele verschiedeneMessmethoden sowie den Umgang mit unter-schiedlichen Messwerkzeugen. Über das Beispiel‚Bremslicht‘ leitet Frei zur Fehlersuche im Strom-kreis über und geht dabei auf einzelne Ver-braucher und später auf die Reihen- und Parallel-schaltung ein. Das Aufspüren versteckterVerbraucher im Kfz ist ein weiteres Thema desFachbuchs, ferner die Auswertung einzelnerSignalbilder, die Temperaturerfassung und Hellig-keitsmessung. Abschließend beschreibt der Autor die Charakteristik periodischer Signale beziehungsweise von PWM-Signalen. Weitere Themen sind die Ansteuerung von Aktoren sowiedie Informationsübermittlung, die er ebenfalls anhand zahlreicher Bilder und Beispiele vermittelt.Das Buch wendet sich an Auszubildende und Ausbilder sowie Lehrer im Kfz-Handwerk, Kfz-Mechatroniker und Kfz-Meister sowie an alle, diesich in das Thema Kfz-Elektrik von Anfang an ein-arbeiten möchten.

Martin Frei

„Mit ‚Grundlagen der Kfz-Elektrik’ hat der Autor Martin Frei abermals ein Standardwerk vorgelegt. Das Buch vermittelt das notwendige (Basis-)Wissenzum Thema Autoelektrik und ist fürjeden Auszubildenden, Kfz-Mechatroni-ker sowie für Kfz-Profis, die ihr Wissen auffrischen möchten, nur zu empfehlen“.

Markus StadlerKfz-Meister und Geschäftsführer beiMS Automobile in Prien am Chiemsee

Krafthand-Technik

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Umschlag_Kfz_Elektrik.qxp 13.06.2013 10:07 Uhr Seite 1

Leseprobe

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Bibliografische Informationen der Deutschen BibliothekDie Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in derDeutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internetüber http://www.portal.dnb.de abrufbar.

ISBN: 978-3-87441-117-2

1. Auflage, Juni 2013

Autor: Martin FreiRealisierung/Lektorat: Georg Blenk, Christine WaldmannTitelgestaltung/Layout: Martin Dörfler, Evelyn AdlerTitelbild: Georg BlenkBilder/Grafiken: Georg Blenk, Martin Frei Druck und buchbinderische Verarbeitung: Schätzl Druck & Medien, DonauwörthPrinted in Germany

Alle Rechte vorbehalten© Krafthand Verlag Walter Schulz GmbH, Bad Wörishofen 2013www.krafthand-verlag.de

Dieses Werk ist einschließlich aller seiner Teile urheberrechtlich geschützt. Jede Verwer-tung außerhalb der Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne die Zustimmung des Ver-lags unzulässig und strafbar. Dies gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen,Mikroverfilmungen und die Einspeisung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.

Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dasssolche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zubetrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürfen.

*Bild- und Grafikmaterial, welches nicht gesondert mit einem Quellverweis versehen ist, ist dem Autor Martin Frei © zuzuordnen.

Seiten_001_010.qxp 13.06.2013 8:00 Uhr Seite 4

KRAFTHAND Medien

Realisierung/Lektorat: Georg Blenk, Christine Waldmann

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Realisierung/Lektorat: Georg Blenk, Christine WaldmannTitelgestaltung/Layout: Martin Dörfler, Evelyn Adler

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Titelgestaltung/Layout: Martin Dörfler, Evelyn Adler

Druck und buchbinderische Verarbeitung: Schätzl Druck & Medien, Donauwörth

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Druck und buchbinderische Verarbeitung: Schätzl Druck & Medien, Donauwörth

© Krafthand Verlag Walter Schulz GmbH, Bad Wörishofen 2013

KRAFTHAND Medien

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www.krafthand-verlag.de

Dieses Werk ist einschließlich aller seiner Teile urheberrechtlich geschützt. Jede Verwer-

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Dieses Werk ist einschließlich aller seiner Teile urheberrechtlich geschützt. Jede Verwer-tung außerhalb der Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne die Zustimmung des Ver-

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tung außerhalb der Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne die Zustimmung des Ver-lags unzulässig und strafbar. Dies gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen,

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lags unzulässig und strafbar. Dies gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen,Mikroverfilmungen und die Einspeisung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.

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Mikroverfilmungen und die Einspeisung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.

Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. inKRAFTHAND Medien

Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. indiesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dassKRAFTHAND M

edien

diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass

Text und Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt.Eine Verwertung ist ohne Einwilligung des Verlages unzulässig.

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ISBN: 978-3-87441-117-2

1. Auflage, Juni 2013

Autor: Martin FreiRealisierung/Lektorat: Georg Blenk, Christine WaldmannTitelgestaltung/Layout: Martin Dörfler, Evelyn AdlerTitelbild: Georg BlenkBilder/Grafiken: Georg Blenk, Martin Frei Druck und buchbinderische Verarbeitung: Schätzl Druck & Medien, DonauwörthPrinted in Germany

Alle Rechte vorbehalten© Krafthand Verlag Walter Schulz GmbH, Bad Wörishofen 2013www.krafthand-verlag.de

Dieses Werk ist einschließlich aller seiner Teile urheberrechtlich geschützt. Jede Verwer-tung außerhalb der Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne die Zustimmung des Ver-lags unzulässig und strafbar. Dies gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen,Mikroverfilmungen und die Einspeisung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.

Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dasssolche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zubetrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürfen.

*Bild- und Grafikmaterial, welches nicht gesondert mit einem Quellverweis versehen ist, ist dem Autor Martin Frei © zuzuordnen.

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Inhalt

Vorwort ................................................................................................................................9

1. Einfacher Stromkreis .................................................................................................111.1 Elektrische Spannung......................................................................................................111.2 Elektrischer Strom ...........................................................................................................121.3 Geschlossener Stromkreis...............................................................................................131.4 Verbraucher im Stromkreis.............................................................................................151.5 Das Ohmsche Gesetz........................................................................................................15

2. Messmöglichkeiten im einfachen Stromkreis ................................................19 2.1 Spannungsmessung .........................................................................................................192.2 Strommessung ..................................................................................................................212.2.1 Multimeter.........................................................................................................................212.2.2 Strommesszange...............................................................................................................242.3 Spannungspotenzialmessung mit Prüflampe ...............................................................252.4 Widerstandsmessung und Durchgangsprüfung ...........................................................26

3. Stromlaufpläne lesen ................................................................................................293.1 Anschluss über Zentralelektrik, Sicherungs-/Relaisträger ........................................303.2 Beispiel: Fehlersuche im Teilsystem ‚Bremslicht’ ........................................................35

4. Verbraucher im Stromkreis.....................................................................................414.1 Zu- und Wegschalten von Verbrauchern.......................................................................434.2 Reihenschaltung von Verbrauchern...............................................................................454.3 Schalter und Messergebnisse in einer Reihenschaltung ............................................484.4 Fehlersuche in einer Reihenschaltung ..........................................................................484.5 Parallelschaltung von Verbrauchern..............................................................................534.6 Fehlersuche in einer Parallelschaltung .........................................................................55

© Krafthand Verlag 5

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KRAFTHAND Medien

Vorwort ........................................................................................................................

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Vorwort ........................................................................................................................

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.................................................................................................111.1 Elektrische Spannung......................................................................................................11

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1.1 Elektrische Spannung......................................................................................................111.2 Elektrischer Strom ..........................................................................................................

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1.2 Elektrischer Strom ..........................................................................................................1.3 Geschlossener Stromkreis...............................................................................................13

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1.3 Geschlossener Stromkreis...............................................................................................131.4 Verbraucher im Stromkreis.............................................................................................15

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1.4 Verbraucher im Stromkreis.............................................................................................151.5 Das Ohmsche Gesetz........................................................................................................15

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1.5 Das Ohmsche Gesetz........................................................................................................15

2. Messmöglichkeiten im einfachen Stromkreis

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2. Messmöglichkeiten im einfachen Stromkreis2.1 Spannungsmessung .........................................................................................................19

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2.1 Spannungsmessung .........................................................................................................192.2 Strommessung ................................................................................................................

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2.2 Strommessung ................................................................................................................2.2.1 Multimeter................................................................................................................

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2.2.1 Multimeter................................................................................................................2.2.2 Strommesszange............................................................................................................

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2.2.2 Strommesszange............................................................................................................2.3 Spannungspotenzialmessung mit Prüflampe ...............................................................25

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2.3 Spannungspotenzialmessung mit Prüflampe ...............................................................252.4 Widerstandsmessung und Durchgangsprüfung ...........................................................26

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2.4 Widerstandsmessung und Durchgangsprüfung ...........................................................26

3. Stromlaufpläne lesen

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3. Stromlaufpläne lesen3.1 Anschluss über Zentralelektrik, Sicherungs-/Relaisträger ........................................30

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3.1 Anschluss über Zentralelektrik, Sicherungs-/Relaisträger ........................................303.2 Beispiel: Fehlersuche im Teilsystem ‚Bremslicht’ ........................................................35

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3.2 Beispiel: Fehlersuche im Teilsystem ‚Bremslicht’ ........................................................35

4. Verbraucher im Stromkreis

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4. Verbraucher im Stromkreis4.1 Zu- und Wegschalten von Verbrauchern.......................................................................43KRAFTHAND M

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4.1 Zu- und Wegschalten von Verbrauchern.......................................................................434.2 Reihenschaltung von Verbrauchern...............................................................................45KRAFTHAND M

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4.2 Reihenschaltung von Verbrauchern...............................................................................454.3 Schalter und Messergebnisse in einer Reihenschaltung ............................................48KRAFTHAND M

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4.3 Schalter und Messergebnisse in einer Reihenschaltung ............................................48

Text und Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt.Eine Verwertung ist ohne Einwilligung des Verlages unzulässig.

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5. Versteckte Verbraucher ...........................................................................................595.1 Ruhestrommessung..........................................................................................................625.1.1 Messung mit der Strommesszange.................................................................................625.1.2 Messung mit einem Strommessgerät .............................................................................635.2 Das Aufspüren von versteckten Verbrauchern .............................................................65

6. Spannungsverlust auf Leitungen.........................................................................716.1 Der Leitungswiderstand ..................................................................................................716.2 Die Dimensionierung von Leitungen ............................................................................72

7. Spannungsteiler ..........................................................................................................777.1 Spannungsmasche............................................................................................................777.2 Vorgänge in einer Spannungsteilerschaltung...............................................................797.3 Signalauswertung .............................................................................................................807.4 Temperaturerfassung.......................................................................................................807.5 Helligkeitsmessung ..........................................................................................................847.6 Vollelektronische Schalter...............................................................................................84

8. Periodische Signale/PWM-Signale .....................................................................898.1 Periodische Signale ..........................................................................................................898.2 Messungen mit dem Oszilloskop ....................................................................................908.3 PWM-Signale....................................................................................................................928.3.1 Ansteuerung von Aktoren ...............................................................................................938.3.2 Informationsübermittlung...............................................................................................96

9. Ausblick.........................................................................................................................103

Der Autor .........................................................................................................................105

Stichwortverzeichnis......................................................................................................107

Inhalt

6 © Krafthand Verlag

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Vorwort

Vorwort

Mittlerweile beruhen über 90 Prozent al-ler Kundenbeanstandungen auf Fehler inelektrischen oder mechatronischen Syste-men, wobei die Hauptursachen in denelektrischen Komponenten zu finden sind.Anders als vielleicht erwartet, finden sichdiese Fehler nicht hauptsächlich in denmittlerweile äußerst komplexen vernetz-ten Systemen des Fahrzeugs wieder, son-dern beruhen meist auf ganz einfachenProblemen. Nicht vorhandene Masse-verbindungen zum Beispiel können denWerkstattprofi fast zur Verzweiflung brin-gen. Wirken sich diese doch unter Um-ständen so auf das gesamte Fahrzeugsys-tem aus, dass es komplett ausfällt. Unddas nur, weil sich eine kleine Verbindungzwischen einem Kabel und der Karosseriegelöst hat.

Das vorliegende Buch ‚Grundlagen derFahrzeugelektrik‘ richtet sich an alle, diesich beruflich oder auch privat mit derFehlerdiagnose an Fahrzeugen beschäfti-gen. Anhand praktischer Beispiele typi-scher Fehler wird der Leser in die Grund-lagen der Fahrzeugelektrik eingeführt,wobei der Schwerpunkt auf die Verwen-dung unterschiedlicher Messtechnikengelegt wurde, insbesondere auf die Inter-pretation von Messergebnissen. Dabeiwird auch verdeutlicht, dass die Fehlersu-che mit Hilfe eines Fahrzeugsystemtesterseben nicht immer zum Ziel führt. Die meisten der in diesem Buch beschriebe-

nen Probleme werden von entsprechen-den Testsystemen gar nicht oder nur un-zureichend erkannt.

Neben der praktischen Umsetzungund Anwendung geht es zudem auch umdie elektrotechnischen Grundlagen, alsoum das Warum. Warum wirkt sich ein be-stimmter Fehler auf diese oder jene Weiseaus? Sind einem hierzu die Hintergründegeläufig und verständlich, lassen sichauch Fehler zielgerichtet diagnostizierenund beheben, die in diesem Buch nichtbeschrieben werden konnten. Zur Veran-schaulichung werden zu Beginn eines je-den Kapitels bestimmte elektrotechnischeGrundlagen und Messbedingungen be-schrieben, die dann mit praktischen Bei-spielen unterlegt werden.

Ich wünsche Ihnen, liebe Leserinnenund Leser, viel Spaß und jede Menge neueErkenntnisse bei der Lektüre dieses Bu-ches. Auf der Website www.martinfrei.defreue ich mich über Ihre Rückmeldungen.Gerne stehe ich Ihnen im Forum zum Aus-tausch zur Verfügung.

Ihr

Martin Frei

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5.1 Ruhestrommessung..........................................................................................................62KRAFTHAND M

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5.1 Ruhestrommessung..........................................................................................................625.1.1 Messung mit der Strommesszange.................................................................................62

KRAFTHAND Medien5.1.1 Messung mit der Strommesszange.................................................................................62

5.1.2 Messung mit einem Strommessgerät .............................................................................63

KRAFTHAND Medien5.1.2 Messung mit einem Strommessgerät .............................................................................63

5.2 Das Aufspüren von versteckten Verbrauchern .............................................................65

KRAFTHAND Medien5.2 Das Aufspüren von versteckten Verbrauchern .............................................................65

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.........................................................................716.1 Der Leitungswiderstand ..................................................................................................71

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6.1 Der Leitungswiderstand ..................................................................................................716.2 Die Dimensionierung von Leitungen ............................................................................72

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6.2 Die Dimensionierung von Leitungen ............................................................................72

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..........................................................................................................777.1 Spannungsmasche............................................................................................................7

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7.1 Spannungsmasche............................................................................................................77.2 Vorgänge in einer Spannungsteilerschaltung...............................................................79

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7.2 Vorgänge in einer Spannungsteilerschaltung...............................................................797.3 Signalauswertung ............................................................................................................

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7.3 Signalauswertung ............................................................................................................7.4 Temperaturerfassung.......................................................................................................80

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7.4 Temperaturerfassung.......................................................................................................807.5 Helligkeitsmessung ..........................................................................................................

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7.5 Helligkeitsmessung ..........................................................................................................7.6 Vollelektronische Schalter...............................................................................................84

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7.6 Vollelektronische Schalter...............................................................................................84

8. Periodische Signale/PWM-Signale

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8. Periodische Signale/PWM-Signale8.1 Periodische Signale .........................................................................................................

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8.1 Periodische Signale .........................................................................................................8.2 Messungen mit dem Oszilloskop ....................................................................................90

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8.2 Messungen mit dem Oszilloskop ....................................................................................908.3 PWM-Signale.................................................................................................................

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8.3 PWM-Signale.................................................................................................................8.3.1 Ansteuerung von Aktoren ...............................................................................................93

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8.3.1 Ansteuerung von Aktoren ...............................................................................................938.3.2 Informationsübermittlung...............................................................................................96

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8.3.2 Informationsübermittlung...............................................................................................96

9. Ausblick

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9. Ausblick.........................................................................................................................103

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Text und Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt.Eine Verwertung ist ohne Einwilligung des Verlages unzulässig.

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5. Versteckte Verbraucher ...........................................................................................595.1 Ruhestrommessung..........................................................................................................625.1.1 Messung mit der Strommesszange.................................................................................625.1.2 Messung mit einem Strommessgerät .............................................................................635.2 Das Aufspüren von versteckten Verbrauchern .............................................................65

6. Spannungsverlust auf Leitungen.........................................................................716.1 Der Leitungswiderstand ..................................................................................................716.2 Die Dimensionierung von Leitungen ............................................................................72

7. Spannungsteiler ..........................................................................................................777.1 Spannungsmasche............................................................................................................777.2 Vorgänge in einer Spannungsteilerschaltung...............................................................797.3 Signalauswertung .............................................................................................................807.4 Temperaturerfassung.......................................................................................................807.5 Helligkeitsmessung ..........................................................................................................847.6 Vollelektronische Schalter...............................................................................................84

8. Periodische Signale/PWM-Signale .....................................................................898.1 Periodische Signale ..........................................................................................................898.2 Messungen mit dem Oszilloskop ....................................................................................908.3 PWM-Signale....................................................................................................................928.3.1 Ansteuerung von Aktoren ...............................................................................................938.3.2 Informationsübermittlung...............................................................................................96

9. Ausblick.........................................................................................................................103

Der Autor .........................................................................................................................105

Stichwortverzeichnis......................................................................................................107

Inhalt

6 © Krafthand Verlag

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Vorwort

Vorwort

Mittlerweile beruhen über 90 Prozent al-ler Kundenbeanstandungen auf Fehler inelektrischen oder mechatronischen Syste-men, wobei die Hauptursachen in denelektrischen Komponenten zu finden sind.Anders als vielleicht erwartet, finden sichdiese Fehler nicht hauptsächlich in denmittlerweile äußerst komplexen vernetz-ten Systemen des Fahrzeugs wieder, son-dern beruhen meist auf ganz einfachenProblemen. Nicht vorhandene Masse-verbindungen zum Beispiel können denWerkstattprofi fast zur Verzweiflung brin-gen. Wirken sich diese doch unter Um-ständen so auf das gesamte Fahrzeugsys-tem aus, dass es komplett ausfällt. Unddas nur, weil sich eine kleine Verbindungzwischen einem Kabel und der Karosseriegelöst hat.

Das vorliegende Buch ‚Grundlagen derFahrzeugelektrik‘ richtet sich an alle, diesich beruflich oder auch privat mit derFehlerdiagnose an Fahrzeugen beschäfti-gen. Anhand praktischer Beispiele typi-scher Fehler wird der Leser in die Grund-lagen der Fahrzeugelektrik eingeführt,wobei der Schwerpunkt auf die Verwen-dung unterschiedlicher Messtechnikengelegt wurde, insbesondere auf die Inter-pretation von Messergebnissen. Dabeiwird auch verdeutlicht, dass die Fehlersu-che mit Hilfe eines Fahrzeugsystemtesterseben nicht immer zum Ziel führt. Die meisten der in diesem Buch beschriebe-

nen Probleme werden von entsprechen-den Testsystemen gar nicht oder nur un-zureichend erkannt.

Neben der praktischen Umsetzungund Anwendung geht es zudem auch umdie elektrotechnischen Grundlagen, alsoum das Warum. Warum wirkt sich ein be-stimmter Fehler auf diese oder jene Weiseaus? Sind einem hierzu die Hintergründegeläufig und verständlich, lassen sichauch Fehler zielgerichtet diagnostizierenund beheben, die in diesem Buch nichtbeschrieben werden konnten. Zur Veran-schaulichung werden zu Beginn eines je-den Kapitels bestimmte elektrotechnischeGrundlagen und Messbedingungen be-schrieben, die dann mit praktischen Bei-spielen unterlegt werden.

Ich wünsche Ihnen, liebe Leserinnenund Leser, viel Spaß und jede Menge neueErkenntnisse bei der Lektüre dieses Bu-ches. Auf der Website www.martinfrei.defreue ich mich über Ihre Rückmeldungen.Gerne stehe ich Ihnen im Forum zum Aus-tausch zur Verfügung.

Ihr

Martin Frei

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verbindungen zum Beispiel können den

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verbindungen zum Beispiel können denWerkstattprofi fast zur Verzweiflung brin-

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Werkstattprofi fast zur Verzweiflung brin-gen. Wirken sich diese doch unter Um-

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gen. Wirken sich diese doch unter Um-ständen so auf das gesamte Fahrzeugsys-

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ständen so auf das gesamte Fahrzeugsys-tem aus, dass es komplett ausfällt. Und

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tem aus, dass es komplett ausfällt. Unddas nur, weil sich eine kleine Verbindung

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das nur, weil sich eine kleine Verbindungzwischen einem Kabel und der Karosserie

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zwischen einem Kabel und der Karosserie

Das vorliegende Buch ‚Grundlagen der

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Das vorliegende Buch ‚Grundlagen derFahrzeugelektrik‘ richtet sich an alle, die

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Fahrzeugelektrik‘ richtet sich an alle, diesich beruflich oder auch privat mit der

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sich beruflich oder auch privat mit derFehlerdiagnose an Fahrzeugen beschäfti-

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Fehlerdiagnose an Fahrzeugen beschäfti-gen. Anhand praktischer Beispiele typi-

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gen. Anhand praktischer Beispiele typi-scher Fehler wird der Leser in die Grund-

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scher Fehler wird der Leser in die Grund-lagen der Fahrzeugelektrik eingeführt,

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lagen der Fahrzeugelektrik eingeführt,wobei der Schwerpunkt auf die Verwen-KRAFTHAND M

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wobei der Schwerpunkt auf die Verwen-dung unterschiedlicher MesstechnikenKRAFTHAND M

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dung unterschiedlicher Messtechnikengelegt wurde, insbesondere auf die Inter-KRAFTHAND M

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gelegt wurde, insbesondere auf die Inter-

nen Probleme werden von entsprechen-

KRAFTHAND Mediennen Probleme werden von entsprechen-

den Testsystemen gar nicht oder nur un-

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den Testsystemen gar nicht oder nur un-zureichend erkannt.

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zureichend erkannt. Neben der praktischen Umsetzung

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Neben der praktischen Umsetzungund Anwendung geht es zudem auch um

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und Anwendung geht es zudem auch umdie elektrotechnischen Grundlagen, also

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die elektrotechnischen Grundlagen, alsoum das

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um das Warum

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Warumstimmter Fehler auf diese oder jene Weise

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stimmter Fehler auf diese oder jene Weiseaus? Sind einem hierzu die Hintergründe

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aus? Sind einem hierzu die Hintergründegeläufig und verständlich, lassen sich

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geläufig und verständlich, lassen sichauch Fehler zielgerichtet diagnostizieren

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auch Fehler zielgerichtet diagnostizierenund beheben, die in diesem Buch nicht

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und beheben, die in diesem Buch nichtbeschrieben werden konnten. Zur Veran-

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beschrieben werden konnten. Zur Veran-

Text und Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt.Eine Verwertung ist ohne Einwilligung des Verlages unzulässig.

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Grundlagen der Fahrzeugelektrik 2

2. Messmöglichkeiten im einfachen Stromkreis

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Span-nungen, Ströme und Widerstände zu mes-sen. Die geläufigste Methode ist die derVerwendung eines sogenannten Multi-meters. Der Vorteil dieses Messgeräts liegtdarin, dass alle Grundgrößen mit ihm ge-messen werden können. Hierfür müssendie Anschlusskabel in die richtigen Buch-sen und der Wahlschalter in die richtigePosition gedreht werden.

Darüber hinaus existieren noch weite-re spezielle Messgeräte, die meist nur eineoder zwei der Grundgrößen messen kön-nen. An dieser Stelle wird noch die Strom-messzange und die Diodenprüflampe vor-gestellt. Im weiteren Verlauf kommt dannauch noch ein Oszilloskop zum Einsatz.

2.1 Spannungsmessung

Die Messung der Spannung ist eigentlichdie einfachste Art zu messen. In der Regelbenutzt man dafür ein sogenanntes Viel-fachmessgerät, auch Multimeter genannt.Mit dem Messgerät kann man in der Regelmindestens Spannungen, Ströme und Wi-derstände messen. Manchmal auch nochFrequenzen, Kapazitäten und vieles ande-re. Hier wird allerdings nur auf die Mes-sung der drei Grundgrößen eingegangen,da diese eine hohe Relevanz bei der Feh-lersuche im Kraftfahrzeug haben. Multimeter: Das gängigste Prüf- und Messgerät.

2.1

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Darüber hinaus existieren noch weite-

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Darüber hinaus existieren noch weite-re spezielle Messgeräte, die meist nur eine

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re spezielle Messgeräte, die meist nur eineoder zwei der Grundgrößen messen kön-

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oder zwei der Grundgrößen messen kön-nen. An dieser Stelle wird noch die Strom-

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nen. An dieser Stelle wird noch die Strom-messzange und die Diodenprüflampe vor-

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messzange und die Diodenprüflampe vor-gestellt. Im weiteren Verlauf kommt dann

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gestellt. Im weiteren Verlauf kommt dannauch noch ein Oszilloskop zum Einsatz.

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auch noch ein Oszilloskop zum Einsatz.

2.1 Spannungsmessung

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2.1 Spannungsmessung

Die Messung der Spannung ist eigentlich

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Die Messung der Spannung ist eigentlichdie einfachste Art zu messen. In der Regel

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die einfachste Art zu messen. In der Regelbenutzt man dafür ein sogenanntes Viel-

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benutzt man dafür ein sogenanntes Viel-fachmessgerät, auch Multimeter genannt.

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fachmessgerät, auch Multimeter genannt.Mit dem Messgerät kann man in der RegelKRAFTHAND M

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Mit dem Messgerät kann man in der Regelmindestens Spannungen, Ströme und Wi-KRAFTHAND M

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mindestens Spannungen, Ströme und Wi-derstände messen. Manchmal auch nochKRAFTHAND M

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derstände messen. Manchmal auch nochKRAFTHAND Medien

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2 Messmöglichkeiten im einfachen Stromkreis

Multimeter sind meist mit mehrerenMessbuchsen ausgestattet, einem Wahl-schalter und gegebenenfalls noch mit ei-nem Ein-/Ausschalter. Sowohl bei derSpannungsmessung als auch bei derStrom- und Widerstandsmessung gilt es,zwei entscheidende Punkte zu beachten:

• Das Messgerät ist vor dem Anschließenan den Messpunkten richtig einzustellen.

• Es wird immer zuerst der höchst mögli-che Messbereich gewählt.

Möchte man die Spannung zum Bei-spiel einer Starterbatterie messen, mussman zuerst die beiden Messkabel in dieentsprechenden Buchsen stecken. Dabeisollte man sich gleich angewöhnen, dass

das schwarze Messkabel mit der Minus-buchse und das rote Kabel mit der Plus-oder V-Buchse verbunden wird. Anschlie-ßend stellt man den Wahlbereichsschalterauf Spannungsmessung ein.

In der Regel gibt es an einem Multime-ter fünf übergeordnete Bereiche. Diese wer-den dann meist noch in mehrere Messbe-reiche unterteilt. Übergeordnet sind in derRegel ein Bereich zur Widerstandsmessung(�), einer zur Gleichspannungsmessung(V=), einer zur Wechselspannungsmessung(V~), einer zur Gleichstrommessung (A=)sowie einer zur Wechselstrommessung(A~). Die Symbole können je nach Herstel-ler auch abweichen und müssten gegebe-nenfalls in der Betriebsanleitung des Mess-geräts nachgeschlagen werden.

Um die Spannung der Batterie zu mes-sen, wird der Wahlschalter auf V= und dortmindestens auf 20 V eingestellt. Die An-gabe der Messbereiche bezieht sich immerauf den Endausschlag. Je nach Betriebszu-stand des Generators und Art der Batterielassen sich an dieser Spannungen bis zu 15V messen. Also sollte es ausreichen, denMessbereich von max. 20 V zu wählen. Istman sich bei einer Messung unsicher, wiehoch die zu messenden Werte werden,misst man immer zuerst im höchstenMessbereich. Also wäre bei diesem Mess-gerät 1.000 V zu wählen. Sind alle Einstel-lungen vorgenommen, kann das Gerät ein-geschaltet werden. Erst jetzt werden dieMessleitungen an die Batterie angeschlos-sen. Das rote Messkabel an den Pluspolund das schwarze an den Minuspol derBatterie.

Einstellung des Messbereichs: Wahlbereichsschalteram Multimeter.

2.2

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man zuerst die beiden Messkabel in die

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man zuerst die beiden Messkabel in dieentsprechenden Buchsen stecken. Dabei

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entsprechenden Buchsen stecken. Dabeisollte man sich gleich angewöhnen, dass

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sollte man sich gleich angewöhnen, dass

buchse und das rote Kabel mit der Plus-KRAFTHAND M

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buchse und das rote Kabel mit der Plus-oder V-Buchse verbunden wird. Anschlie-

KRAFTHAND Medienoder V-Buchse verbunden wird. Anschlie-

ßend stellt man den Wahlbereichsschalter

KRAFTHAND Medienßend stellt man den Wahlbereichsschalter

auf Spannungsmessung ein.

KRAFTHAND Medienauf Spannungsmessung ein.

In der Regel gibt es an einem Multime-

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In der Regel gibt es an einem Multime-ter fünf übergeordnete Bereiche. Diese wer-

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ter fünf übergeordnete Bereiche. Diese wer-den dann meist noch in mehrere Messbe-

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den dann meist noch in mehrere Messbe-reiche unterteilt. Übergeordnet sind in der

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reiche unterteilt. Übergeordnet sind in derRegel ein Bereich zur Widerstandsmessung

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Regel ein Bereich zur Widerstandsmessung), einer zur Gleichspannungsmessung

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), einer zur Gleichspannungsmessung(V=), einer zur Wechselspannungsmessung

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(V=), einer zur Wechselspannungsmessung(V~), einer zur Gleichstrommessung (A=)

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(V~), einer zur Gleichstrommessung (A=)sowie einer zur Wechselstrommessung

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sowie einer zur Wechselstrommessung(A~). Die Symbole können je nach Herstel-

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(A~). Die Symbole können je nach Herstel-ler auch abweichen und müssten gegebe-

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ler auch abweichen und müssten gegebe-nenfalls in der Betriebsanleitung des Mess-

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nenfalls in der Betriebsanleitung des Mess-geräts nachgeschlagen werden.

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geräts nachgeschlagen werden.

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2 Messmöglichkeiten im einfachen Stromkreis

Multimeter sind meist mit mehrerenMessbuchsen ausgestattet, einem Wahl-schalter und gegebenenfalls noch mit ei-nem Ein-/Ausschalter. Sowohl bei derSpannungsmessung als auch bei derStrom- und Widerstandsmessung gilt es,zwei entscheidende Punkte zu beachten:

• Das Messgerät ist vor dem Anschließenan den Messpunkten richtig einzustellen.

• Es wird immer zuerst der höchst mögli-che Messbereich gewählt.

Möchte man die Spannung zum Bei-spiel einer Starterbatterie messen, mussman zuerst die beiden Messkabel in dieentsprechenden Buchsen stecken. Dabeisollte man sich gleich angewöhnen, dass

das schwarze Messkabel mit der Minus-buchse und das rote Kabel mit der Plus-oder V-Buchse verbunden wird. Anschlie-ßend stellt man den Wahlbereichsschalterauf Spannungsmessung ein.

In der Regel gibt es an einem Multime-ter fünf übergeordnete Bereiche. Diese wer-den dann meist noch in mehrere Messbe-reiche unterteilt. Übergeordnet sind in derRegel ein Bereich zur Widerstandsmessung(�), einer zur Gleichspannungsmessung(V=), einer zur Wechselspannungsmessung(V~), einer zur Gleichstrommessung (A=)sowie einer zur Wechselstrommessung(A~). Die Symbole können je nach Herstel-ler auch abweichen und müssten gegebe-nenfalls in der Betriebsanleitung des Mess-geräts nachgeschlagen werden.

Um die Spannung der Batterie zu mes-sen, wird der Wahlschalter auf V= und dortmindestens auf 20 V eingestellt. Die An-gabe der Messbereiche bezieht sich immerauf den Endausschlag. Je nach Betriebszu-stand des Generators und Art der Batterielassen sich an dieser Spannungen bis zu 15V messen. Also sollte es ausreichen, denMessbereich von max. 20 V zu wählen. Istman sich bei einer Messung unsicher, wiehoch die zu messenden Werte werden,misst man immer zuerst im höchstenMessbereich. Also wäre bei diesem Mess-gerät 1.000 V zu wählen. Sind alle Einstel-lungen vorgenommen, kann das Gerät ein-geschaltet werden. Erst jetzt werden dieMessleitungen an die Batterie angeschlos-sen. Das rote Messkabel an den Pluspolund das schwarze an den Minuspol derBatterie.

Einstellung des Messbereichs: Wahlbereichsschalteram Multimeter.

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Grundlagen der Fahrzeugelektrik 2

Eine Spannungsmessung wird immerso durchgeführt, dass der eine Multimeter-anschluss mit der einen Seite des Mess-objekts und der andere Anschluss mit deranderen Seite des Messobjekts verbundenist.

2.2 Strommessung

Während bei allen Spannungsmessungendas Messgerät parallel zum Messobjekt ge-schaltet wird, gibt es zur Erfassung desStroms zwei unterschiedliche Verfahren.Bei dem einen wird der Strom direkt ge-messen, indem er durch das Messgerät ge-leitet wird, und beim anderen nutzt mandie magnetische Wirkung des elektrischenStroms zur Messung.

2.2.1 Strommessung mit einem Multimeter

Um in einem geschlossenen Stromkreisden Stromfluss mit einem Multimeter zu

Bis zu 15 V: Spannungsmessungan einer Batterie.

2.3

Spannungsmessung:Das Multimeter wird parallel zumMessobjekt geschaltet.

Mit der dargestellten Spannungsmes-sung wird immer der Spannungsunter-schied zwischen zwei Punkten gemessen.Hier der Unterschied zwischen dem Plus-pol und dem Minuspol der Batterie.

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Eine Spannungsmessung wird immer

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Eine Spannungsmessung wird immerso durchgeführt, dass der eine Multimeter-

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so durchgeführt, dass der eine Multimeter-anschluss mit der einen Seite des Mess-

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anschluss mit der einen Seite des Mess-objekts und der andere Anschluss mit der

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objekts und der andere Anschluss mit deranderen Seite des Messobjekts verbunden

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anderen Seite des Messobjekts verbunden

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Spannungsmessung:

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Spannungsmessung:Das Multimeter wird parallel zum

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Das Multimeter wird parallel zumMessobjekt geschaltet.KRAFTHAND M

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Messobjekt geschaltet.

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2 Messmöglichkeiten im einfachen Stromkreis

messen, muss dieser Strom direkt durchdas Messgerät durchfließen. Ein Multi-meter oder ein Amperemeter, so nennt manreine Strommessgeräte, zählen im Prinzipdie Durchflussmenge der Ladungsträger ineiner bestimmten Zeit. Hieraus ergibt sichder Wert für den Strom. Damit der Stromaber durch das Messgerät fließen kann,muss der vorhandene Stromkreis erst ein-mal aufgetrennt werden. Das Gerät wird

dann in genau diese Trennstelle geschaltet,so dass der Stromkreis wieder geschlossenund die Verbindung wieder hergestellt ist.

Auch bei der Strommessung muss dasMessgerät vor dem Anschluss richtig ein-gestellt werden. Der Wahlbereichsschalterwird nun auf Gleichstrom gestellt, also aufA=. Bei der Strommessung ist es ganzwichtig, immer mit dem höchsten Mess-wert zu beginnen.

Amperemeter werden in der Regel in-tern noch mal mit einer Sicherung abge-sichert. Trotzdem kann es bei nicht richtiggewähltem Messbereich dazu kommen,dass das Gerät zerstört wird. Die Sicherungim Messgerät zu tauschen, ist meist auchzeitaufwendig, davon abgesehen, dass diepassende Sicherung in der Regel nicht zurHand ist.

Wahl der korrekten MessbuchsenIn der Regel haben Multimeter zwei Mess-buchsen zur Strommessung. Eine für großeStröme von 10 A bis 20 A und eine für klei-nere Ströme bis zu 200 mA. Da man mitdem größeren Messbereich beginnen soll-te, muss auch die entsprechende Mess-buchse gewählt werden. Hier wird das roteKabel angeschlossen. Das schwarze Kabelkommt wieder in die COM-Buchse. DerStrom fließt nun über das rote Messkabelin das Gerät hinein und über das schwarzewieder heraus. Ergibt sich im Ergebnis einnegatives Vorzeichen, also steht Minus vordem Messwert, so sind die Messkabelfalsch herum angeschlossen worden.

Im großen Messbereich zeigt das Multi-meter den Wert direkt in Ampere an. In

Strommessung:Das Multimeter wird in den Mess-kreis geschaltet. Dafür muss derStromkreis unterbrochen werden.

Strommessung: Immer auf der höchsten Einstellungmit der Messung beginnen.

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so dass der Stromkreis wieder geschlossenKRAFTHAND M

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so dass der Stromkreis wieder geschlossenund die Verbindung wieder hergestellt ist.

KRAFTHAND Medienund die Verbindung wieder hergestellt ist.

Auch bei der Strommessung muss das

KRAFTHAND MedienAuch bei der Strommessung muss das

Messgerät vor dem Anschluss richtig ein-

KRAFTHAND MedienMessgerät vor dem Anschluss richtig ein-

gestellt werden. Der Wahlbereichsschalter

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gestellt werden. Der Wahlbereichsschalterwird nun auf Gleichstrom gestellt, also auf

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wird nun auf Gleichstrom gestellt, also aufA=. Bei der Strommessung ist es ganz

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A=. Bei der Strommessung ist es ganzwichtig, immer mit dem höchsten Mess-

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wichtig, immer mit dem höchsten Mess-wert zu beginnen.

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wert zu beginnen. Amperemeter werden in der Regel in-

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Amperemeter werden in der Regel in-tern noch mal mit einer Sicherung abge-

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tern noch mal mit einer Sicherung abge-sichert. Trotzdem kann es bei nicht richtig

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sichert. Trotzdem kann es bei nicht richtiggewähltem Messbereich dazu kommen,

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gewähltem Messbereich dazu kommen,dass das Gerät zerstört wird. Die Sicherung

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dass das Gerät zerstört wird. Die Sicherungim Messgerät zu tauschen, ist meist auch

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im Messgerät zu tauschen, ist meist auchzeitaufwendig, davon abgesehen, dass die

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zeitaufwendig, davon abgesehen, dass diepassende Sicherung in der Regel nicht zur

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passende Sicherung in der Regel nicht zurHand ist.

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Hand ist.

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2 Messmöglichkeiten im einfachen Stromkreis

messen, muss dieser Strom direkt durchdas Messgerät durchfließen. Ein Multi-meter oder ein Amperemeter, so nennt manreine Strommessgeräte, zählen im Prinzipdie Durchflussmenge der Ladungsträger ineiner bestimmten Zeit. Hieraus ergibt sichder Wert für den Strom. Damit der Stromaber durch das Messgerät fließen kann,muss der vorhandene Stromkreis erst ein-mal aufgetrennt werden. Das Gerät wird

dann in genau diese Trennstelle geschaltet,so dass der Stromkreis wieder geschlossenund die Verbindung wieder hergestellt ist.

Auch bei der Strommessung muss dasMessgerät vor dem Anschluss richtig ein-gestellt werden. Der Wahlbereichsschalterwird nun auf Gleichstrom gestellt, also aufA=. Bei der Strommessung ist es ganzwichtig, immer mit dem höchsten Mess-wert zu beginnen.

Amperemeter werden in der Regel in-tern noch mal mit einer Sicherung abge-sichert. Trotzdem kann es bei nicht richtiggewähltem Messbereich dazu kommen,dass das Gerät zerstört wird. Die Sicherungim Messgerät zu tauschen, ist meist auchzeitaufwendig, davon abgesehen, dass diepassende Sicherung in der Regel nicht zurHand ist.

Wahl der korrekten MessbuchsenIn der Regel haben Multimeter zwei Mess-buchsen zur Strommessung. Eine für großeStröme von 10 A bis 20 A und eine für klei-nere Ströme bis zu 200 mA. Da man mitdem größeren Messbereich beginnen soll-te, muss auch die entsprechende Mess-buchse gewählt werden. Hier wird das roteKabel angeschlossen. Das schwarze Kabelkommt wieder in die COM-Buchse. DerStrom fließt nun über das rote Messkabelin das Gerät hinein und über das schwarzewieder heraus. Ergibt sich im Ergebnis einnegatives Vorzeichen, also steht Minus vordem Messwert, so sind die Messkabelfalsch herum angeschlossen worden.

Im großen Messbereich zeigt das Multi-meter den Wert direkt in Ampere an. In

Strommessung:Das Multimeter wird in den Mess-kreis geschaltet. Dafür muss derStromkreis unterbrochen werden.

Strommessung: Immer auf der höchsten Einstellungmit der Messung beginnen.

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Grundlagen der Fahrzeugelektrik 2

den kleineren Messbereichen meist in Mil-liampere oder sogar in Mikroampere. 1.000Milliampere sind gleich bedeutend mit einem Ampere. 1.000 Mikroampere sindgleichbedeutend einem Milliampere. DieseEinheitsfaktoren existieren in der Physikgleichsam für sämtliche Einheiten. Die

bekanntesten sind natürlich Millimeter –Meter – Kilometer oder auch Milligramm– Gramm – Kilogramm.

Die folgende Tabelle zeigt am Beispielvon Stromwerten die wichtigsten Faktoren.Diese können auf alle Messwerte ange-wendet werden.

Abgeklemmt:Ruhestrommessungan einer Batterie.

2.5

Giga 1 Gigaampere 1 GA 1.000 MA 1.000.000.000 A

Mega 1 Megaampere 1 MA 1.000 kA 1.000.000 A

Kilo 1 Kiloampere 1 kA 1.000 A 1.000 A

1 Ampere 1 A

Milli 1 Milliampere 1 mA 0,001 A 0,001 A

Mikro 1 Mikroampere 1 µA 0,001 mA 0,00 0001 A

Nano 1 Nanoampere 1 nA 0,001 µA 0,00 000 0001 A

Piko 1 Pikoampere 1 pA 0,001 nA 0,00 000 000 0001 A

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den kleineren Messbereichen meist in Mil-

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den kleineren Messbereichen meist in Mil-liampere oder sogar in Mikroampere. 1.000

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liampere oder sogar in Mikroampere. 1.000Milliampere sind gleich bedeutend mit

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Milliampere sind gleich bedeutend mit einem Ampere. 1.000 Mikroampere sind

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einem Ampere. 1.000 Mikroampere sindgleichbedeutend einem Milliampere. Diese

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gleichbedeutend einem Milliampere. DieseEinheitsfaktoren existieren in der Physik

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Einheitsfaktoren existieren in der Physikgleichsam für sämtliche Einheiten. Die

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gleichsam für sämtliche Einheiten. Die

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1 Gigaampere 1 GA 1.000 MA 1.000.000.000 A

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1 Gigaampere 1 GA 1.000 MA 1.000.000.000 A

1 Megaampere 1 MA 1.000 kA 1.000.000 A

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1 Megaampere 1 MA 1.000 kA 1.000.000 A

1 Kiloampere 1 kA 1.000 A 1.000 A

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1 Kiloampere 1 kA 1.000 A 1.000 A

1 Ampere 1 AKRAFTHAND Medien

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2 Messmöglichkeiten im einfachen Stromkreis

2.2.2 Strommessung mit derStrommesszange

Fließt durch eine Leitung ein elektrischerStrom, so bildet sich um diese Leitung einMagnetfeld aus. Diese Eigenschaft deselektrischen Stroms wird bei der Strom-messung mit einer Messzange ausgenutzt.Der große Vorteil beim Messen mit derStrommesszange liegt darin, dass derStromkreis nicht unterbrochen werdenmuss. Auch lassen sich mit der Strom-messzange wesentlich höhere Strömemessen. Allerdings misst ein Multimeterbeziehungsweise ein Amperemeter kleine-re Ströme genauer. Vor der Messung musseine Strommesszange immer erst justiertwerden. Man sagt dazu auch, sie wird ‚genullt’.

Die Handhabung der Zange ist denkbareinfach. Auf Messzangen befinden sich in

Vor jeder Messung: Die Strommesszange wird ‚genullt’.

2.6

Achtung Stromlauf-richtung: Ruhe-strommessung miteiner Strommess-zange.

2.7

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re Ströme genauer. Vor der Messung muss

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re Ströme genauer. Vor der Messung musseine Strommesszange immer erst justiert

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eine Strommesszange immer erst justiertwerden. Man sagt dazu auch, sie wird

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werden. Man sagt dazu auch, sie wird

Die Handhabung der Zange ist denkbar

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Die Handhabung der Zange ist denkbareinfach. Auf Messzangen befinden sich in

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einfach. Auf Messzangen befinden sich in

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2.2.2 Strommessung mit derStrommesszange

Fließt durch eine Leitung ein elektrischerStrom, so bildet sich um diese Leitung einMagnetfeld aus. Diese Eigenschaft deselektrischen Stroms wird bei der Strom-messung mit einer Messzange ausgenutzt.Der große Vorteil beim Messen mit derStrommesszange liegt darin, dass derStromkreis nicht unterbrochen werdenmuss. Auch lassen sich mit der Strom-messzange wesentlich höhere Strömemessen. Allerdings misst ein Multimeterbeziehungsweise ein Amperemeter kleine-re Ströme genauer. Vor der Messung musseine Strommesszange immer erst justiertwerden. Man sagt dazu auch, sie wird ‚genullt’.

Die Handhabung der Zange ist denkbareinfach. Auf Messzangen befinden sich in

Vor jeder Messung: Die Strommesszange wird ‚genullt’.

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Achtung Stromlauf-richtung: Ruhe-strommessung miteiner Strommess-zange.

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Grundlagen der Fahrzeugelektrik 2

der Regel extra angebrachte Druckknöpfe.Diese werden vom Kfz-Profi einfach solange gedrückt, bis die Anzeige des Mess-geräts ‚Null’ anzeigt. Erst nach der Kali-brierung der Messzange wird diese einfachüber die Leitung gelegt, durch die der zumessende Strom fließt. Dabei ist noch aufdie Stromrichtung zu achten. Auf der Mess-zange befindet sich ein Pfeil, der in Rich-tung des fließenden Stroms zeigen muss.

2.3 Spannungspotenzialmessungmit einer Prüflampe

Eine Prüflampe zeigt keine Spannungs-werte an. Sie leuchtet, sobald an demMesspunkt ein bestimmter Spannungs-wert erreicht ist. Somit kann mit einerPrüflampe keine Aussage über den Span-nungswert getroffen werden. Um jedochfestzustellen, ob an einem bestimmtenMesspunkt im Stromkreis eine Spannungvorhanden ist, ist die Verwendung einerPrüflampe unkompliziert und schnell. Al-lerdings sollte man darauf achten, dass nursogenannte Diodenprüflampen verwendetwerden. Der Stromfluss durch die Prüf-lampe ist geringer und das untersuchteTeilsystem wird nicht so stark belastet.

Die MessungZur Messung der Spannung verbindet derKfz-Profi einen Anschluss der Prüflampemit der Fahrzeugmasse. Mit dem anderenAnschluss kann er nun an verschiedenenStellen verfolgen, ob eine Spannung an-liegt oder nicht. Man sagt dazu auch: Es

wird festgestellt, ob Potenzial anliegt. Prinzipiell gibt es zwei unterschiedlicheArten der Spannungsmessung. Bei der einen misst man zum Beispiel mit einemMultimeter den Spannungsunterschiedzwischen zwei beliebigen Punkten. Die da-bei gemessene Spannung nennt man dannTeilspannung oder auch Spannungsabfall.Beide Begriffe sind gleichbedeutend. Diezweite Möglichkeit besteht darin, ‚gegenMasse’ zu messen. Hier misst man zwarauch einen Spannungsunterschied, näm-lich den zwischen dem Messpunkt und derFahrzeugmasse, dieser Messwert wird allerdings dann ‚Potenzial’ genannt.

Spannungsbegriffe:

Spannungsabfall, Teilspannung➞ Spannungsunterschied zwischen

zwei Messpunkten

Potenzial➞ Wert einer Spannung gegen-

über Masse

Mit einer Prüflampe lässt sich zum Bei-spiel sehr schnell, einfach und sicher fest-stellen, ob eine Sicherung in Ordnung ist.Dafür muss man sie nicht einmal entfer-nen. Die Lampe wird mit einem Kabel an‚Masse’ angeschlossen. Mit dem anderenmisst der Kfz-Profi dann jeweils auf bei-den Seiten der Sicherung. Leuchtet diePrüflampe auf einer Seite der Sicherung

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Eine Prüflampe zeigt keine Spannungs-

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Eine Prüflampe zeigt keine Spannungs-werte an. Sie leuchtet, sobald an dem

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werte an. Sie leuchtet, sobald an demMesspunkt ein bestimmter Spannungs-

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Messpunkt ein bestimmter Spannungs-wert erreicht ist. Somit kann mit einer

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wert erreicht ist. Somit kann mit einerPrüflampe keine Aussage über den Span-

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Prüflampe keine Aussage über den Span-nungswert getroffen werden. Um jedoch

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nungswert getroffen werden. Um jedochfestzustellen, ob an einem bestimmten

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festzustellen, ob an einem bestimmtenMesspunkt im Stromkreis eine Spannung

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Messpunkt im Stromkreis eine Spannungvorhanden ist, ist die Verwendung einer

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vorhanden ist, ist die Verwendung einerPrüflampe unkompliziert und schnell. Al-

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Prüflampe unkompliziert und schnell. Al-lerdings sollte man darauf achten, dass nur

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lerdings sollte man darauf achten, dass nursogenannte Diodenprüflampen verwendet

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sogenannte Diodenprüflampen verwendetwerden. Der Stromfluss durch die Prüf-

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werden. Der Stromfluss durch die Prüf-lampe ist geringer und das untersuchte

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lampe ist geringer und das untersuchteTeilsystem wird nicht so stark belastet.

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Teilsystem wird nicht so stark belastet.

Die MessungKRAFTHAND Medien

Die MessungZur Messung der Spannung verbindet derKRAFTHAND M

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Zur Messung der Spannung verbindet der

Prinzipiell gibt es zwei unterschiedlicheKRAFTHAND M

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Prinzipiell gibt es zwei unterschiedlicheArten der Spannungsmessung. Bei der

KRAFTHAND MedienArten der Spannungsmessung. Bei der

einen misst man zum Beispiel mit einem

KRAFTHAND Medieneinen misst man zum Beispiel mit einem

Multimeter den Spannungsunterschied

KRAFTHAND MedienMultimeter den Spannungsunterschied

zwischen zwei beliebigen Punkten. Die da-

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zwischen zwei beliebigen Punkten. Die da-bei gemessene Spannung nennt man dann

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bei gemessene Spannung nennt man dannTeilspannung oder auch Spannungsabfall.

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Teilspannung oder auch Spannungsabfall.Beide Begriffe sind gleichbedeutend. Die

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Beide Begriffe sind gleichbedeutend. Diezweite Möglichkeit besteht darin, ‚gegen

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zweite Möglichkeit besteht darin, ‚gegenMasse’ zu messen. Hier misst man zwar

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Masse’ zu messen. Hier misst man zwarauch einen Spannungsunterschied, näm-

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auch einen Spannungsunterschied, näm-lich den zwischen dem Messpunkt und der

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lich den zwischen dem Messpunkt und derFahrzeugmasse, dieser Messwert wird

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Fahrzeugmasse, dieser Messwert wird allerdings dann ‚Potenzial’ genannt.

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allerdings dann ‚Potenzial’ genannt.

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2 Messmöglichkeiten im einfachen Stromkreis

auf, so muss sie dies auch auf der anderenSeite tun. Andernfalls ist die Sicherung defekt. Die Fehlersuche mit Hilfe einerPrüflampe wird im Laufe des Buches nochnäher beschrieben.

2.4 Widerstandsmessung undDurchgangsprüfung

Jedes im Fahrzeug verbaute Bauteil sowiejede Leitung stellen einen gewissen Wider-standswert dar. Um diesen Wert ermittelnzu können, sind einige grundlegende Vor-aussetzungen zu erfüllen: Das Messobjektmuss aus dem Stromkreis entfernt werden.Es muss spannungsfrei sein, es darf alsodurch das Objekt kein Strom fließen.

Widerstände misst man mit einemOhmmeter beziehungsweise mit einem

Einfach, schnell und sicher: Prüfungeiner Sicherung mit Hilfe einer Prüf-lampe.

2.8

Widerstands-messung: Mess-wert liegt außer-halb des Messbereichs.

2.9

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Grundlagen der Fahrzeugelektrik 2

Multimeter. Dabei wird der Wahlschalterauf � gestellt. Sobald dies geschehen ist,ändert sich die Anzeige des Instruments.Da noch kein Messobjekt angeschlossenist, wird ein unendlich hoher Widerstands-wert angezeigt.

Diese Anzeige erscheint ebenfalls, so-bald der zu messende Wert außerhalb deseingestellten Messbereichs liegt. Sollte esalso zu keiner plausiblen Anzeige bei einerMessung kommen, so kann dies daran lie-gen, dass der Messbereich falsch gewähltwurde. Es bietet sich jedoch auch bei derWiderstandsmessung an, die Messung imhöchsten Messbereich zu beginnen.

Die Messkabel des Instruments werdengenauso angeschlossen, wie bei einerSpannungsmessung. Das bedeutet: Dasschwarze Kabel an den COM-Anschlussund das rote Kabel an den V-Anschluss.Damit keine Fehlmessungen zustandekommen, ist es wichtig, mindestens einenAnschluss des Messobjekts aus dem beste-henden System zu entfernen, auch wenndas zu messende Bauteil spannungsfrei ist.Ansonsten kann es dazu führen, dass nichtnur Werte des gewünschten Bauteils, son-dern auch andere Werte von in Verbindungstehenden Bauteilen mit in die Messungeinfließen.

Ein Multimeter misst die Widerstands-werte indirekt. Das bedeutet, es wird einedefinierte Spannung auf die Anschlüssedes Messgeräts gelegt und es fließt Stromdurch das Messobjekt. Dieser Strom wie-derum wird vom Messgerät gemessen. Zusammen mit der angelegten Spannungwird der Wert des angeschlossenen Bau-

teils berechnet. Aufgrund dieses Messver-fahrens ist es wichtig darauf zu achten, anwelcher Stelle im Fahrzeug eine Wider-standsmessung durchgeführt werden kann.Denn durch die vom Messgerät indizierteSpannung kann es zu Schädigungen anSteuergeräten oder anderen sensiblenBauteilen kommen.

Möchte der Kfz-Profi ein Bauteil durcheine Widerstandsmessung überprüfen,sollte deshalb vorher immer der An-schlussstecker gezogen und damit dasBauteil aus dem Stromkreis entfernt wer-den. Insbesondere bei der sogenannten‚Durchgangsprüfung’ ist dies zu beachten.Dabei handelt es sich um eine einfacheWiderstandsmessung, es wird jedoch keinBauteil sondern ein Kabel gemessen. DasZiel dabei ist, festzustellen, ob eine Leitungintakt ist. Zeigt das Messgerät einen Wi-derstandswert von annähernd 0 � an, so istdie Leitung in Ordnung. Wird ein unend-

Mindestens einen Anschluss entfernen: Widerstands-messung am Kühlmittelsensor.

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auf, so muss sie dies auch auf der anderen

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auf, so muss sie dies auch auf der anderenSeite tun. Andernfalls ist die Sicherung

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Seite tun. Andernfalls ist die Sicherung defekt. Die Fehlersuche mit Hilfe einer

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defekt. Die Fehlersuche mit Hilfe einerPrüflampe wird im Laufe des Buches noch

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Prüflampe wird im Laufe des Buches noch

2.4 Widerstandsmessung und

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2.4 Widerstandsmessung undDurchgangsprüfung

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Durchgangsprüfung

Jedes im Fahrzeug verbaute Bauteil sowie

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Jedes im Fahrzeug verbaute Bauteil sowiejede Leitung stellen einen gewissen Wider-

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jede Leitung stellen einen gewissen Wider-standswert dar. Um diesen Wert ermittelnKRAFTHAND M

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standswert dar. Um diesen Wert ermittelnzu können, sind einige grundlegende Vor-KRAFTHAND M

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zu können, sind einige grundlegende Vor-aussetzungen zu erfüllen: Das MessobjektKRAFTHAND M

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aussetzungen zu erfüllen: Das MessobjektKRAFTHAND Medien

und sicher:KRAFTHAND M

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und sicher:einer Sicherung

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mit Hilfe einer Prüf-

KRAFTHAND Medienmit Hilfe einer Prüf-

lampe.

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2 Messmöglichkeiten im einfachen Stromkreis

auf, so muss sie dies auch auf der anderenSeite tun. Andernfalls ist die Sicherung defekt. Die Fehlersuche mit Hilfe einerPrüflampe wird im Laufe des Buches nochnäher beschrieben.

2.4 Widerstandsmessung undDurchgangsprüfung

Jedes im Fahrzeug verbaute Bauteil sowiejede Leitung stellen einen gewissen Wider-standswert dar. Um diesen Wert ermittelnzu können, sind einige grundlegende Vor-aussetzungen zu erfüllen: Das Messobjektmuss aus dem Stromkreis entfernt werden.Es muss spannungsfrei sein, es darf alsodurch das Objekt kein Strom fließen.

Widerstände misst man mit einemOhmmeter beziehungsweise mit einem

Einfach, schnell und sicher: Prüfungeiner Sicherung mit Hilfe einer Prüf-lampe.

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Widerstands-messung: Mess-wert liegt außer-halb des Messbereichs.

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Grundlagen der Fahrzeugelektrik 2

Multimeter. Dabei wird der Wahlschalterauf � gestellt. Sobald dies geschehen ist,ändert sich die Anzeige des Instruments.Da noch kein Messobjekt angeschlossenist, wird ein unendlich hoher Widerstands-wert angezeigt.

Diese Anzeige erscheint ebenfalls, so-bald der zu messende Wert außerhalb deseingestellten Messbereichs liegt. Sollte esalso zu keiner plausiblen Anzeige bei einerMessung kommen, so kann dies daran lie-gen, dass der Messbereich falsch gewähltwurde. Es bietet sich jedoch auch bei derWiderstandsmessung an, die Messung imhöchsten Messbereich zu beginnen.

Die Messkabel des Instruments werdengenauso angeschlossen, wie bei einerSpannungsmessung. Das bedeutet: Dasschwarze Kabel an den COM-Anschlussund das rote Kabel an den V-Anschluss.Damit keine Fehlmessungen zustandekommen, ist es wichtig, mindestens einenAnschluss des Messobjekts aus dem beste-henden System zu entfernen, auch wenndas zu messende Bauteil spannungsfrei ist.Ansonsten kann es dazu führen, dass nichtnur Werte des gewünschten Bauteils, son-dern auch andere Werte von in Verbindungstehenden Bauteilen mit in die Messungeinfließen.

Ein Multimeter misst die Widerstands-werte indirekt. Das bedeutet, es wird einedefinierte Spannung auf die Anschlüssedes Messgeräts gelegt und es fließt Stromdurch das Messobjekt. Dieser Strom wie-derum wird vom Messgerät gemessen. Zusammen mit der angelegten Spannungwird der Wert des angeschlossenen Bau-

teils berechnet. Aufgrund dieses Messver-fahrens ist es wichtig darauf zu achten, anwelcher Stelle im Fahrzeug eine Wider-standsmessung durchgeführt werden kann.Denn durch die vom Messgerät indizierteSpannung kann es zu Schädigungen anSteuergeräten oder anderen sensiblenBauteilen kommen.

Möchte der Kfz-Profi ein Bauteil durcheine Widerstandsmessung überprüfen,sollte deshalb vorher immer der An-schlussstecker gezogen und damit dasBauteil aus dem Stromkreis entfernt wer-den. Insbesondere bei der sogenannten‚Durchgangsprüfung’ ist dies zu beachten.Dabei handelt es sich um eine einfacheWiderstandsmessung, es wird jedoch keinBauteil sondern ein Kabel gemessen. DasZiel dabei ist, festzustellen, ob eine Leitungintakt ist. Zeigt das Messgerät einen Wi-derstandswert von annähernd 0 � an, so istdie Leitung in Ordnung. Wird ein unend-

Mindestens einen Anschluss entfernen: Widerstands-messung am Kühlmittelsensor.

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Die Messkabel des Instruments werden

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Die Messkabel des Instruments werdengenauso angeschlossen, wie bei einer

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genauso angeschlossen, wie bei einerSpannungsmessung. Das bedeutet: Das

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Spannungsmessung. Das bedeutet: Dasschwarze Kabel an den COM-Anschluss

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schwarze Kabel an den COM-Anschlussund das rote Kabel an den V-Anschluss.

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und das rote Kabel an den V-Anschluss.Damit keine Fehlmessungen zustande

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Damit keine Fehlmessungen zustandekommen, ist es wichtig, mindestens einen

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kommen, ist es wichtig, mindestens einenAnschluss des Messobjekts aus dem beste-

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Anschluss des Messobjekts aus dem beste-henden System zu entfernen, auch wenn

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henden System zu entfernen, auch wenndas zu messende Bauteil spannungsfrei ist.

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das zu messende Bauteil spannungsfrei ist.Ansonsten kann es dazu führen, dass nicht

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Ansonsten kann es dazu führen, dass nichtnur Werte des gewünschten Bauteils, son-

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nur Werte des gewünschten Bauteils, son-dern auch andere Werte von in Verbindung

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dern auch andere Werte von in Verbindungstehenden Bauteilen mit in die Messung

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stehenden Bauteilen mit in die Messungeinfließen.

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einfließen. Ein Multimeter misst die Widerstands-KRAFTHAND M

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Ein Multimeter misst die Widerstands-werte indirekt. Das bedeutet, es wird eineKRAFTHAND M

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werte indirekt. Das bedeutet, es wird einedefinierte Spannung auf die AnschlüsseKRAFTHAND M

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definierte Spannung auf die Anschlüsse

teils berechnet. Aufgrund dieses Messver-

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teils berechnet. Aufgrund dieses Messver-

Mindestens einen Anschluss entfernen:

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Mindestens einen Anschluss entfernen:messung am Kühlmittelsensor.

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messung am Kühlmittelsensor.

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2 Messmöglichkeiten im einfachen Stromkreis

lich hoher Wert angezeigt, so liegt eine Lei-tungsunterbrechung vor. Auch bei dieserMessung muss mindestens eine Seite deszu messenden Kabels aus dem System ent-fernt werden, da sonst keine qualifizierteAussage über den Zustand der Leitung ge-troffen werden kann.

Leitungen lassen sich am besten prü-fen, wenn man Leitungsabschnitte, diedurch Steckverbindungen verbunden sind

auftrennt und dann nur die einzelnen Ab-schnitte durchmisst. Möchte der Kfz-Profieine Leitung über eine längere Entfernungmessen, benötigt er lange Messkabel undeventuell eine zweite Person. Gegebenen-falls kann man sich auch eines kleinenTricks bedienen: Befindet sich an den Lei-tungsenden jeweils eine Steckverbindungmit weiteren Kabeln, können zwei dieserKabel miteinander verbunden werden.Genau zwischen diesen beiden Kontaktenkann dann an der anderen Steckverbin-dung eine Durchgangsmessung durchge-führt werden. Ist ein Durchgang messbar,sind beide Leitungen in Ordnung.

Annähernd 0 Ω:Durchgangsprü-fung einer Leitung.

2.11

Vorsicht! Zwei spannungsfreie Leitungen werdenmiteinander verbunden und geprüft.

2.12

Die beiden Leitungen, diemiteinander verbunden

werden, müssen zwingendspannungsfrei sein.

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Grundlagen der Fahrzeugelektrik

Basiswissen, Messtechnik, FehlersucheMartin Frei

Krafthand Verlag Walter Schulz GmbH

ISBN 978-3-87441-117-2ISBN 978-3-87441-117-2

Grundlagen der FahrzeugelektrikBasiswissen, Messtechnik, Fehlersuche

Der Autor Martin Frei liefert in seinem neuen Buch‚Grundlagen der Fahrzeugelektrik’ zunächst elektrotechnisches Basiswissen im Detail. Dabeistellt er die gängigsten Zusammenhänge zusätz-lich in Form von Formeln dar. Zudem beleuchteter anhand zahlreicher Beispiele verschiedeneMessmethoden sowie den Umgang mit unter-schiedlichen Messwerkzeugen. Über das Beispiel‚Bremslicht‘ leitet Frei zur Fehlersuche im Strom-kreis über und geht dabei auf einzelne Ver-braucher und später auf die Reihen- und Parallel-schaltung ein. Das Aufspüren versteckterVerbraucher im Kfz ist ein weiteres Thema desFachbuchs, ferner die Auswertung einzelnerSignalbilder, die Temperaturerfassung und Hellig-keitsmessung. Abschließend beschreibt der Autor die Charakteristik periodischer Signale beziehungsweise von PWM-Signalen. Weitere Themen sind die Ansteuerung von Aktoren sowiedie Informationsübermittlung, die er ebenfalls anhand zahlreicher Bilder und Beispiele vermittelt.Das Buch wendet sich an Auszubildende und Ausbilder sowie Lehrer im Kfz-Handwerk, Kfz-Mechatroniker und Kfz-Meister sowie an alle, diesich in das Thema Kfz-Elektrik von Anfang an ein-arbeiten möchten.

Martin Frei

„Mit ‚Grundlagen der Kfz-Elektrik’ hat der Autor Martin Frei abermals ein Standardwerk vorgelegt. Das Buch vermittelt das notwendige (Basis-)Wissenzum Thema Autoelektrik und ist fürjeden Auszubildenden, Kfz-Mechatroni-ker sowie für Kfz-Profis, die ihr Wissen auffrischen möchten, nur zu empfehlen“.

Markus StadlerKfz-Meister und Geschäftsführer beiMS Automobile in Prien am Chiemsee

Krafthand-Technik

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lich hoher Wert angezeigt, so liegt eine Lei-

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lich hoher Wert angezeigt, so liegt eine Lei-tungsunterbrechung vor. Auch bei dieser

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tungsunterbrechung vor. Auch bei dieserMessung muss mindestens eine Seite des

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Messung muss mindestens eine Seite deszu messenden Kabels aus dem System ent-

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zu messenden Kabels aus dem System ent-fernt werden, da sonst keine qualifizierte

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fernt werden, da sonst keine qualifizierteAussage über den Zustand der Leitung ge-

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Aussage über den Zustand der Leitung ge-

Leitungen lassen sich am besten prü-

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Leitungen lassen sich am besten prü-fen, wenn man Leitungsabschnitte, die

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fen, wenn man Leitungsabschnitte, diedurch Steckverbindungen verbunden sind

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durch Steckverbindungen verbunden sind

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2 Messmöglichkeiten im einfachen Stromkreis

lich hoher Wert angezeigt, so liegt eine Lei-tungsunterbrechung vor. Auch bei dieserMessung muss mindestens eine Seite deszu messenden Kabels aus dem System ent-fernt werden, da sonst keine qualifizierteAussage über den Zustand der Leitung ge-troffen werden kann.

Leitungen lassen sich am besten prü-fen, wenn man Leitungsabschnitte, diedurch Steckverbindungen verbunden sind

auftrennt und dann nur die einzelnen Ab-schnitte durchmisst. Möchte der Kfz-Profieine Leitung über eine längere Entfernungmessen, benötigt er lange Messkabel undeventuell eine zweite Person. Gegebenen-falls kann man sich auch eines kleinenTricks bedienen: Befindet sich an den Lei-tungsenden jeweils eine Steckverbindungmit weiteren Kabeln, können zwei dieserKabel miteinander verbunden werden.Genau zwischen diesen beiden Kontaktenkann dann an der anderen Steckverbin-dung eine Durchgangsmessung durchge-führt werden. Ist ein Durchgang messbar,sind beide Leitungen in Ordnung.

Annähernd 0 Ω:Durchgangsprü-fung einer Leitung.

2.11

Vorsicht! Zwei spannungsfreie Leitungen werdenmiteinander verbunden und geprüft.

2.12

Die beiden Leitungen, diemiteinander verbunden

werden, müssen zwingendspannungsfrei sein.

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Grundlagen der Fahrzeugelektrik

Basiswissen, Messtechnik, FehlersucheMartin Frei

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ISBN 978-3-87441-117-2ISBN 978-3-87441-117-2

Grundlagen der FahrzeugelektrikBasiswissen, Messtechnik, Fehlersuche

Der Autor Martin Frei liefert in seinem neuen Buch‚Grundlagen der Fahrzeugelektrik’ zunächst elektrotechnisches Basiswissen im Detail. Dabeistellt er die gängigsten Zusammenhänge zusätz-lich in Form von Formeln dar. Zudem beleuchteter anhand zahlreicher Beispiele verschiedeneMessmethoden sowie den Umgang mit unter-schiedlichen Messwerkzeugen. Über das Beispiel‚Bremslicht‘ leitet Frei zur Fehlersuche im Strom-kreis über und geht dabei auf einzelne Ver-braucher und später auf die Reihen- und Parallel-schaltung ein. Das Aufspüren versteckterVerbraucher im Kfz ist ein weiteres Thema desFachbuchs, ferner die Auswertung einzelnerSignalbilder, die Temperaturerfassung und Hellig-keitsmessung. Abschließend beschreibt der Autor die Charakteristik periodischer Signale beziehungsweise von PWM-Signalen. Weitere Themen sind die Ansteuerung von Aktoren sowiedie Informationsübermittlung, die er ebenfalls anhand zahlreicher Bilder und Beispiele vermittelt.Das Buch wendet sich an Auszubildende und Ausbilder sowie Lehrer im Kfz-Handwerk, Kfz-Mechatroniker und Kfz-Meister sowie an alle, diesich in das Thema Kfz-Elektrik von Anfang an ein-arbeiten möchten.

Martin Frei

„Mit ‚Grundlagen der Kfz-Elektrik’ hat der Autor Martin Frei abermals ein Standardwerk vorgelegt. Das Buch vermittelt das notwendige (Basis-)Wissenzum Thema Autoelektrik und ist fürjeden Auszubildenden, Kfz-Mechatroni-ker sowie für Kfz-Profis, die ihr Wissen auffrischen möchten, nur zu empfehlen“.

Markus StadlerKfz-Meister und Geschäftsführer beiMS Automobile in Prien am Chiemsee

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