Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−15 VR1​ = 300 ΩR2​ = 100 ΩR3​ = 300 ΩR4​ = ?abG0

Die Wheatstone-Brücke im Schaubild ist abgeglichen: Das Galvanometer zeigt null. R₁ = 300 Ω, R₂ = 100 Ω und R₃ = 300 Ω. Bestimme den unbekannten Widerstand R4.

R1 = 300 ΩR2 = 100 ΩR3 = 300 Ω
R4 = Ω
2.Leicht
+−3 VR1​ = 100 ΩR2​ = 50 ΩR3​ = 100 ΩR4​ = 100 Ωab+−

In der gezeigten Brücke ist Vs = 3 V, R₁ = 100 Ω und R₂ = 50 Ω. Bestimme die Spannung Va des Knotens a gegenüber der negativen Versorgungsschiene.

Vs = 3 VR1 = 100 ΩR2 = 50 ΩR3 = 100 ΩR4 = 100 Ω
Va = V
3.Mittel
+−3 V200 Ω200 Ω + ΔR200 Ω200 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 200 Ω und Vs = 3 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 0,5 Ω. Bestimme mit der Näherung für kleine Änderungen die Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 3 VR = 200 ΩΔR = 0,5 Ω
Vab = mV
4.Mittel
+−9 VR1​ = 150 ΩR2​ = 100 ΩR3​ = 10 ΩR4​ = 1000 ΩabGRg​ = 20 Ω

Ein Galvanometer mit einem Widerstand von 20 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 = 150 ΩR2 = 100 ΩR3 = 10 ΩR4 = 1000 ΩRg = 20 Ω
Ig = µA
5.Schwer
+−V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−

Ein Dehnungsmessstreifen mit 1000 Ω und dem k-Faktor 2,12 ist auf einen Stahlstab geklebt. Unter Last steigt sein Widerstand um 2,12 Ω. Bestimme die Dehnung ε in Mikrodehnung (µε).

R = 1000 ΩGF = 2,12ΔR = 2,12 Ω
ε = µε
6.Schwer
+−2,5 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 120 Ω wird mit 2,5 V gespeist und hat ein aktiver Streifen (Viertelbrücke). Der k-Faktor ist 2,1 und die Dehnung beträgt 400 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 2,5 VGF = 2,1ε = 400 µε
Vo = mV

Lösungsschlüssel

  1. 1. R4 = 100 Ω
  2. 2. Va = 1 V
  3. 3. Vab = 1,875 mV
  4. 4. Ig = −59075 µA
  5. 5. ε = 1000 µε
  6. 6. Vo = 0,525 mV

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