Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−15 VR1​ = 1000 ΩR2​ = 10 ΩR3​ = 200 ΩR4​ = ?abG0

Die Wheatstone-Brücke im Schaubild ist abgeglichen: Das Galvanometer zeigt null. R₁ = 1000 Ω, R₂ = 10 Ω und R₃ = 200 Ω. Bestimme den unbekannten Widerstand R4.

R1 = 1000 ΩR2 = 10 ΩR3 = 200 Ω
R4 = Ω
2.Leicht
+−15 VR1​ = 1000 ΩR2​ = 80 ΩR3​ = 80 ΩR4​ = 150 Ωab+−

In der gezeigten Brücke ist Vs = 15 V, R₁ = 1000 Ω und R₂ = 80 Ω. Bestimme die Spannung Va des Knotens a gegenüber der negativen Versorgungsschiene.

Vs = 15 VR1 = 1000 ΩR2 = 80 ΩR3 = 80 ΩR4 = 150 Ω
Va = V
3.Mittel
+−3 V400 Ω400 Ω + ΔR400 Ω400 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 400 Ω und Vs = 3 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 1 Ω. Bestimme mit der Näherung für kleine Änderungen die Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 3 VR = 400 ΩΔR = 1 Ω
Vab = mV
4.Mittel
+−6 VR1​ = 60 ΩR2​ = 800 ΩR3​ = 40 ΩR4​ = 10 ΩabGRg​ = 100 Ω

Ein Galvanometer mit einem Widerstand von 100 Ω ist zwischen a und b der gezeigten Brücke angeschlossen (Vs = 6 V). Bestimme den Galvanometerstrom Ig von a nach b in µA.

Vs = 6 VR1 = 60 ΩR2 = 800 ΩR3 = 40 ΩR4 = 10 ΩRg = 100 Ω
Ig = µA
5.Schwer
+−5 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−3,075 mV

Ein Dehnungsmessstreifen (GF = 2,05) an einem Bauteil mit E = 70 GPa bildet eine Viertelbrücke mit 5 V Speisespannung. Der Ausgang zeigt 3,075 mV. Bestimme die axiale Spannung σ in MPa.

Vs = 5 VGF = 2,05Vo = 3,075 mVE = 70 GPa
σ = MPa
6.Schwer
+−5 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−2,5 mV

Eine Viertelbrücke mit einem aktiven Streifen (GF = 2) wird mit 5 V gespeist. Unter Last zeigt der Ausgang 2,5 mV. Bestimme die Dehnung ε in µε.

Vs = 5 VGF = 2Vo = 2,5 mV
ε = µε

Lösungsschlüssel

  1. 1. R4 = 2 Ω
  2. 2. Va = 1,111 V
  3. 3. Vab = 1,875 mV
  4. 4. Ig = 26746 µA
  5. 5. σ = 84 MPa
  6. 6. ε = 1000 µε

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