Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
5 ΩRₓBGACD35 cm

In einer Schleifdrahtbrücke (Messbrücke) sitzt ein bekannter Widerstand von 5 Ω in der linken Lücke und ein unbekannter Widerstand Rₓ in der rechten Lücke. Das Galvanometer zeigt null, wenn der Schleifkontakt 35 cm vom linken Ende A des 100 cm langen Drahtes entfernt ist. Bestimme Rx.

R = 5 Ωl = 35 cmL = 100 cm
Rx = Ω
2.Leicht
+−6 VR1​ = 150 ΩR2​ = 100 ΩR3​ = 500 ΩR4​ = 20 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 6 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 6 VR1 = 150 ΩR2 = 100 ΩR3 = 500 ΩR4 = 20 Ω
Is = mA
3.Mittel
+−12 VR1​ = 400 ΩR2​ = 1000 ΩR3​ = 60 ΩR4​ = 60 ΩabGRg​ = 200 Ω

Ein Galvanometer mit einem Widerstand von 200 Ω ist zwischen a und b der gezeigten Brücke angeschlossen (Vs = 12 V). Bestimme den Galvanometerstrom Ig von a nach b in µA.

Vs = 12 VR1 = 400 ΩR2 = 1000 ΩR3 = 60 ΩR4 = 60 ΩRg = 200 Ω
Ig = µA
4.Mittel
+−15 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 120 Ω und Vs = 15 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 18 Ω. Bestimme die exakte Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 15 VR = 120 ΩΔR = 18 Ω
Vab = mV
5.Schwer
+−10 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2) wird mit 10 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 500 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 2,5 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.

Vs = 10 VGF = 2εmax = 500 µεVFS = 2,5 V
G =
6.Schwer
+−3 V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−2,363 mV

Eine Viertelbrücke mit einem aktiven Streifen (GF = 2,1) wird mit 3 V gespeist. Unter Last zeigt der Ausgang 2,363 mV. Bestimme die Dehnung ε in µε.

Vs = 3 VGF = 2,1Vo = 2,363 mV
ε = µε

Lösungsschlüssel

  1. 1. Rx = 9,286 Ω
  2. 2. Is = 35,54 mA
  3. 3. Ig = 4986 µA
  4. 4. Vab = 523,3 mV
  5. 5. G = 1000
  6. 6. ε = 1500 µε

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