Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−2 VR1​ = 250 ΩR2​ = 120 ΩR3​ = 60 ΩR4​ = ?abG0

Die Wheatstone-Brücke im Schaubild ist abgeglichen: Das Galvanometer zeigt null. R₁ = 250 Ω, R₂ = 120 Ω und R₃ = 60 Ω. Bestimme den unbekannten Widerstand R4.

R1 = 250 ΩR2 = 120 ΩR3 = 60 Ω
R4 = Ω
2.Leicht
+−5 VR1​ = 60 ΩR2​ = 300 ΩR3​ = 300 ΩR4​ = 1000 Ωab+−

In der gezeigten Brücke ist Vs = 5 V, R₁ = 60 Ω und R₂ = 300 Ω. Bestimme die Spannung Va des Knotens a gegenüber der negativen Versorgungsschiene.

Vs = 5 VR1 = 60 ΩR2 = 300 ΩR3 = 300 ΩR4 = 1000 Ω
Va = V
3.Mittel
+−6 V100 Ω100 Ω100 Ω100 Ωab+−

Ein Dehnungsmessstreifen mit 100 Ω ist ein Zweig (R₂) einer Brücke mit vier gleichen Zweigen von 100 Ω und einer Speisespannung von 6 V. Bestimme die im Streifen umgesetzte Leistung Pg in mW. Die Eigenerwärmung begrenzt die Speisespannung.

Vs = 6 VR = 100 Ω
Pg = mW
4.Mittel
+−5 VR1​ = 600 ΩR2​ = 50 ΩR3​ = 20 ΩR4​ = 300 ΩabGRg​ = 50 Ω

Ein Galvanometer mit einem Widerstand von 50 Ω ist zwischen a und b der gezeigten Brücke angeschlossen (Vs = 5 V). Bestimme den Galvanometerstrom Ig von a nach b in µA.

Vs = 5 VR1 = 600 ΩR2 = 50 ΩR3 = 20 ΩR4 = 300 ΩRg = 50 Ω
Ig = µA
5.Schwer
+−5 V350 Ω − ΔR350 Ω + ΔR350 Ω + ΔR350 Ω − ΔRab+−Vo​ = ?

Ein Kraftaufnehmer (eine Vollbrücke aus Dehnungsmessstreifen) hat eine Nennausgangsspannung von 2,5 mV/V bei seiner Nennlast von 200 kg. Er wird mit 5 V gespeist. Bestimme seine Ausgangsspannung Vo bei einer Last von 40 kg.

2,5 mV/VFrated = 200 kgVs = 5 VF = 40 kg
Vo = mV
6.Schwer
+−2,5 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2,1) wird mit 2,5 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 = 2,5 VGF = 2,1εmax = 500 µεVFS = 3,3 V
G =

Lösungsschlüssel

  1. 1. R4 = 28,8 Ω
  2. 2. Va = 4,167 V
  3. 3. Pg = 90 mW
  4. 4. Ig = −37448 µA
  5. 5. Vo = 2,5 mV
  6. 6. G = 5029

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