Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−15 VR1​ = 60 ΩR2​ = 500 ΩR3​ = 300 ΩR4​ = 150 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 15 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 15 VR1 = 60 ΩR2 = 500 ΩR3 = 300 ΩR4 = 150 Ω
Is = mA
2.Leicht
+−2 VR1​ = 10 ΩR2​ = 80 ΩR3​ = 800 ΩR4​ = 120 Ωab+−

In der gezeigten Brücke ist Vs = 2 V, R₁ = 10 Ω und R₂ = 80 Ω. Bestimme die Spannung Va des Knotens a gegenüber der negativen Versorgungsschiene.

Vs = 2 VR1 = 10 ΩR2 = 80 ΩR3 = 800 ΩR4 = 120 Ω
Va = V
3.Mittel
+−10 V120 Ω120 Ω120 Ω120 Ωab+−

Ein Dehnungsmessstreifen mit 120 Ω ist ein Zweig (R₂) einer Brücke mit vier gleichen Zweigen von 120 Ω und einer Speisespannung von 10 V. Bestimme die im Streifen umgesetzte Leistung Pg in mW. Die Eigenerwärmung begrenzt die Speisespannung.

Vs = 10 VR = 120 Ω
Pg = mW
4.Mittel
+−3 VR1​ = 120 ΩR2​ = 200 ΩR3​ = 80 ΩR4​ = 10 Ωab+−Rth​ = ?

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

Vs = 3 VR1 = 120 ΩR2 = 200 ΩR3 = 80 ΩR4 = 10 Ω
Rth = Ω
5.Schwer
+−10 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 120 Ω wird mit 10 V gespeist und hat ein aktiver Streifen (Viertelbrücke). Der k-Faktor ist 2,05 und die Dehnung beträgt 600 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 10 VGF = 2,05ε = 600 µε
Vo = mV
6.Schwer
+−2,5 V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−0,795 mV

Ein Dehnungsmessstreifen (GF = 2,12) an einem Bauteil mit E = 110 GPa bildet eine Viertelbrücke mit 2,5 V Speisespannung. Der Ausgang zeigt 0,795 mV. Bestimme die axiale Spannung σ in MPa.

Vs = 2,5 VGF = 2,12Vo = 0,795 mVE = 110 GPa
σ = MPa

Lösungsschlüssel

  1. 1. Is = 60,12 mA
  2. 2. Va = 1,778 V
  3. 3. Pg = 208,3 mW
  4. 4. Rth = 83,89 Ω
  5. 5. Vo = 3,075 mV
  6. 6. σ = 66 MPa

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