Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
10 ΩRₓBGACD80 cm

In einer Schleifdrahtbrücke (Messbrücke) sitzt ein bekannter Widerstand von 10 Ω in der linken Lücke und ein unbekannter Widerstand Rₓ in der rechten Lücke. Das Galvanometer zeigt null, wenn der Schleifkontakt 80 cm vom linken Ende A des 100 cm langen Drahtes entfernt ist. Bestimme Rx.

R = 10 Ωl = 80 cmL = 100 cm
Rx = Ω
2.Leicht
+−10 VR1​ = 40 ΩR2​ = 100 ΩR3​ = 1000 ΩR4​ = ?abG0

Die Wheatstone-Brücke im Schaubild ist abgeglichen: Das Galvanometer zeigt null. R₁ = 40 Ω, R₂ = 100 Ω und R₃ = 1000 Ω. Bestimme den unbekannten Widerstand R4.

R1 = 40 ΩR2 = 100 ΩR3 = 1000 Ω
R4 = Ω
3.Mittel
+−9 VR1​ = 120 ΩR2​ = 60 ΩR3​ = 400 ΩR4​ = 100 ΩabGRg​ = 100 Ω

Ein Galvanometer mit einem Widerstand von 100 Ω ist zwischen a und b der gezeigten Brücke angeschlossen (Vs = 9 V). Bestimme den Galvanometerstrom Ig von a nach b in µA.

Vs = 9 VR1 = 120 ΩR2 = 60 ΩR3 = 400 ΩR4 = 100 ΩRg = 100 Ω
Ig = µA
4.Mittel
+−10 VR1​ = 20 ΩR2​ = 250 ΩR3​ = 40 ΩR4​ = 20 Ωab+−Rth​ = ?

Bestimme den Thevenin-Widerstand Rth der gezeigten Brücke, von den Ausgangsklemmen a und b aus gesehen.

Vs = 10 VR1 = 20 ΩR2 = 250 ΩR3 = 40 ΩR4 = 20 Ω
Rth = Ω
5.Schwer
+−5 V350 Ω − ΔR350 Ω + ΔR350 Ω + ΔR350 Ω − ΔRab+−Vo​ = ?

Ein Kraftaufnehmer (eine Vollbrücke aus Dehnungsmessstreifen) hat eine Nennausgangsspannung von 1,5 mV/V bei seiner Nennlast von 100 kg. Er wird mit 5 V gespeist. Bestimme seine Ausgangsspannung Vo bei einer Last von 25 kg.

1,5 mV/VFrated = 100 kgVs = 5 VF = 25 kg
Vo = mV
6.Schwer
+−3 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2,05) wird mit 3 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 500 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 3,3 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.

Vs = 3 VGF = 2,05εmax = 500 µεVFS = 3,3 V
G =

Lösungsschlüssel

  1. 1. Rx = 2,5 Ω
  2. 2. R4 = 2500 Ω
  3. 3. Ig = 5455 µA
  4. 4. Rth = 31,85 Ω
  5. 5. Vo = 1,875 mV
  6. 6. G = 4293

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