Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
2 ΩRₓBGACD25 cm

In einer Schleifdrahtbrücke (Messbrücke) sitzt ein bekannter Widerstand von 2 Ω in der linken Lücke und ein unbekannter Widerstand Rₓ in der rechten Lücke. Das Galvanometer zeigt null, wenn der Schleifkontakt 25 cm vom linken Ende A des 100 cm langen Drahtes entfernt ist. Bestimme Rx.

R = 2 Ωl = 25 cmL = 100 cm
Rx = Ω
2.Leicht
+−15 VR1​ = 80 ΩR2​ = 1000 ΩR3​ = 60 ΩR4​ = ?abG0

Die Wheatstone-Brücke im Schaubild ist abgeglichen: Das Galvanometer zeigt null. R₁ = 80 Ω, R₂ = 1000 Ω und R₃ = 60 Ω. Bestimme den unbekannten Widerstand R4.

R1 = 80 ΩR2 = 1000 ΩR3 = 60 Ω
R4 = Ω
3.Mittel
+−9 V150 Ω150 Ω + ΔR150 Ω150 Ωab+−214,3 mV

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 150 Ω wird mit 9 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang Vab = 214,3 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Vs = 9 VR = 150 ΩVab = 214,3 mV
ΔR = Ω
4.Mittel
+−15 V470 Ω470 Ω + ΔR470 Ω470 Ωab+−37,31 mV

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 470 Ω wird mit 15 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang Vab = 37,31 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Vs = 15 VR = 470 ΩVab = 37,31 mV
ΔR = Ω
5.Schwer
+−V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−

Ein Dehnungsmessstreifen mit 120 Ω und dem k-Faktor 2 ist auf einen Stahlstab geklebt. Unter Last steigt sein Widerstand um 0,096 Ω. Bestimme die Dehnung ε in Mikrodehnung (µε).

R = 120 ΩGF = 2ΔR = 0,096 Ω
ε = µε
6.Schwer
+−10 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 350 Ω wird mit 10 V gespeist und hat ein aktiver Streifen (Viertelbrücke). Der k-Faktor ist 2 und die Dehnung beträgt 1500 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 10 VGF = 2ε = 1500 µε
Vo = mV

Lösungsschlüssel

  1. 1. Rx = 6 Ω
  2. 2. R4 = 750 Ω
  3. 3. ΔR = 15 Ω
  4. 4. ΔR = 4,7 Ω
  5. 5. ε = 400 µε
  6. 6. Vo = 7,5 mV

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