Bürde
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- Widerstand
Unter einer Bürde wird in der elektrischen Messtechnik und Elektronik ein Messwiderstand in Form eines Lastwiderstand verstanden, welcher den Ausgang einer Stromquelle mit einem definierten Widerstandswert abschließt. An der Bürde fällt eine zum Strom proportionale Spannung ab. Der Begriff umfasst aber darüber hinaus auch unerwünschte Widerstände wie etwa Übergangs- oder Leitungswiderstände. Durch den Stromquellencharakter liegen die Verhältnisse umso ungünstiger, je größer der Lastwiderstand (also die Bürde) ist – im Gegensatz zu einer Spannungsquelle, für die der Kurzschluss der zu vermeidende Betriebszustand ist, ist dies bei einer Stromquelle der offene Stromkreis, also der fehlende („unendlich große“) Lastwiderstand; im Jargon spricht man bei einer Überlastung aufgrund einer zu großen Bürde auch von Überbürdung. Der Begriff Bürde wird im Wesentlichen im Bereich der Energiemessung (Stromwandler) sowie der Automatisierungstechnik (4-bis-20-mA-Schnittstelle) benutzt.
Bürde bei der Energiemessung
Bei Stromwandlern dient die Bürde der Messung des (übersetzten) elektrischen Stroms. Oft ist die Bürde als ohmscher Widerstand ausgeführt, kann für bestimmte Anwendungen aber auch eine komplexe Impedanz sein. Weiterhin kann als Bürde direkt ein Strommessgerät dienen, dessen Innenwiderstand die Bürde darstellt; manche Ausführungen von Zubehör-Stromzangen für Multimeter (also solche ohne eingebaute Anzeige) sind derart konstruiert.
Wie alle Messwiderstände müssen Bürden bestimmte Genauigkeitsanforderungen einhalten, da Stromwandler in der elektrischen Energietechnik und der Hochspannungstechnik unter anderem zur Messung der elektrischen Energie und ihrer Abrechnung dienen. Die Bürde darf nicht zu groß (zu hochohmig) sein, damit die Messungenauigkeit nicht zu groß wird; übliche Werte liegen im Bereich einiger Ohm. Bürden bei Stromwandlern, die in der elektrischen Energietechnik eingesetzt werden, sind in ihren Genauigkeitsklassen und Belastungswerten in der Norm DIN VDE 0414 beschrieben. Der in der Norm verwendete Begriff der Nennbürde bezeichnet die höchstzulässige Belastung der Bürde, gebildet aus dem Produkt des am Stromwandler sekundärseitig auftretenden Nennstromes (üblich sind 5 A) und dem zugehörigen Spannungsabfall an der Bürde, und wird in der Einheit Voltampere (VA) angegeben. Die Werte für handelsübliche Bürden bewegen sich zwischen 5 VA bis 60 VA. Zur Vermeidung von Schäden am Stromwandler durch Leerlauf und der dabei auftretenden Überspannung sollte die Bürde während des Betriebs nicht abgeklemmt werden.
Bürde bei der Automatisierungstechnik
Ein weiterer Anwendungsbereich liegt in der Automatisierungstechnik und der 4-bis-20-mA-Technik nach DIN IEC 60381-1 in Form einer analogen Stromschnittstelle für Sensorsignale. Der Wertebereich des Stromes dieser Schnittstelle liegt zwischen 4 und 20 mA. Die an der Bürde abfallende Spannung wird dann als analoge Spannung weiterverarbeitet, z. B. in einem Regler. Als Strom-zu-Spannungs-Wandler dient dabei ein als Bürde bezeichneter Widerstand. Um die Spezifikationen der Schnittstelle einzuhalten, darf die Bürde nicht zu groß (zu hochohmig) sein. Der Leitungswiderstand sowie ggf. sonstige parasitäre (also unerwünschte, aber unvermeidliche) Widerstände sind dabei zu berücksichtigen. Übliche Werte liegen in dieser Anwendung im Bereich um 500 Ω, was dann bei 20 mA eine Spannung von 10 V ergibt.
Literatur
- Rupert Patzelt, Hans W. Fürst: Elektrische Meßtechnik. Springer, 1993, ISBN 3-211-82442-1 (Kapitel 2.6 - Meßwandler).
