Elektrischer Widerstand von Wasser?
Ich habe in einem Wasserglas mit zwei unterschiedlichen Multimetern den Widerstand in einem Glas mit Trinkwasser gemessen.
Die Werte liegen bei dem einen Gerät zwischen 70 und 100 kOhm
Bei Gerät zwei zwischen 130 und 170 kOhm
Messe ich einen Bauelement Widerstand von 100 kOhm zeigen beide Geräte identische Werte.
Woher kommen die Unterschiede?
Ich möchte einen Spannungsteiler bauen mit 1.8 M Ohm und eben Wasser.
Mit dem 100 K Ohm Widerstand funktioniert die Schaltung, mit Wasser nicht.
Wo liegen hier die Fehler? Schlussendlich möchte ich Wasser detektieren und die Mitte der beiden Widerstände an die Basis eines Transistors anschliessen.
9 Antworten
Ich vermute, dass neben Größe und Abstand auch das Material der Elektroden eine Rolle spielt. In Wasser fließen ja keine Elektronen, sondern Ionen, und ein Stromkreis ergibt sich erst durch chemische Prozesse an den Elektronen, und da gibt es sog. Überspannungen.
Du solltest zunächst mal dieselben Elektroden verwenden und nur verschiedene Messegeräte an diese Elektroden anschließen und nicht die Kabel der Messgeräte selbst eintauchen.
Damit entfällt schon mal das Problem mit den unterschiedlichen Materialen und Abständen.
Die Leitung durch Flüssigkeiten ist eine komplexe Sache. Es bilden sich durch Elektronenabgabe und Aufnahme Ionen, oder Ionen werden entladen. Häufig haften Ionen, Feststoffe oder Gase erst mal an der Elektrode und nehmen Einfluss. Irgendwie so, ich bin da auch keine Fachmann, um die Uhrzeit erst recht nicht.
Ich hab mal Chemie als Thema zugefügt, da finden ja Reaktionen statt. Morgen kannst du die Frage ja noch mal einstellen.
Falls Du nur die zwei Stiftelektroden deines Messgerätes ins Wasser gehalten ist, dann ist die Messung im wesentlichen abhängig vom Abstand der Stiftelektroden und von ihrem Durchmesser und ihrer Länge.
Wasser hat wie alle Stoffe einen spezifischen Widerstand pro Querschnittsfläche mal Abstand. Für eine einigermassen verlässliche Widerstandsmessung müsstest Du zunächst einmal Flächenelektroden mit einer definierten Fläche verwenden und für einen definierten Abstand beider Elektroden sorgen. Dann sollten die Messungen beider Messgeräte auch den gleichen Wert zeigen.
Das hätte ich auch vermutet. Der Abstand der Elektroden macht aber keinen nennenwerten Unterschied, auch nicht die Eintauchtiefe, selbst in extremen Positionen . Das hat mich auch verwundert. Der Strom fliesst anscheinend in alle Richtungen und nicht nur auf einer Linie den direkten Weg.
Schwierig, in destilliertem Wasser wird der Widerstand erst richtig hoch gehen. Leitfähig wird Wasser erst durch das was neben H2O noch drin ist. Es sollte mit in die Überlegungen einfließen, dass der Widerstand des Wassers entsprechend keine Konstante ist :)
> Wo liegen hier die Fehler?
Wasser ist kein Bauteil mit zwei Anschlussdrähten ;-)
Der Widerstand einer Flüssigkeit hängt von fast unendlich vielen Parametern ab, in Deinem Fall fallen mir spontan die Dicke, die Eintauchtiefe und der Abstand der Elektroden (vermutlich Deine Prüfspitzen) ein.
> Schlussendlich möchte ich Wasser detektieren
Kann man machen, aber Du musst Deine Schaltung etwas modifizieren. So dass sie zwischen Widerstand unendlich (die Elektroden liegen trocken) und beinahe unendlich (ein dünner Wasserfilm verbindet sie) unterscheiden kann.
Meine erste Wahl wäre da kein Transistor, sondern ein Operationsverstärker.
Den Widerstand bzw. seinen Kehrwert, die Leitfähigkeit von Wasser zu bestimmen, ist nicht ganz so einfach und mit einem normalen Multimeter nicht exakt möglich. Einen entscheidenden Einfluß auf das Meßergebnis haben: Elektrodenabstand, die Fläche der Elektroden und die Meßtemperatur, diese Werte müssen exakt bekannt sein und bei der Messung berücksichtigt werden. UNter diesem Aspekt sind Deine beiden Ergenisse von 2 verschiedenen Meßgeräten zwar sehr gut vergleichbar, aber trotzdem nicht aussagefähig.
Hast du Erfahrung damit? Distanz und Eintauchtiefe der Elektroden hatten anscheinend keinen linearen Zusammenhang mit dem Widerstand. Ist der Widerstand evtl. vom Strom abhängig? Die ganze Sache muss auch nicht super genau sein. Schliesslich möchte ich nur erkennen, ob die Elektroden in der Luft oder im Wasser hängen.