Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
2 ΩRₓBGACD20 cm

In einer Schleifdrahtbrücke (Messbrücke) sitzt ein bekannter Widerstand von 2 Ω in der linken Lücke und ein unbekannter Widerstand Rₓ in der rechten Lücke. Das Galvanometer zeigt null, wenn der Schleifkontakt 20 cm vom linken Ende A des 100 cm langen Drahtes entfernt ist. Bestimme Rx.

R = 2 Ωl = 20 cmL = 100 cm
Rx = Ω
2.Leicht
+−2 VR1​ = 500 ΩR2​ = 40 ΩR3​ = 600 ΩR4​ = 250 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 2 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 2 VR1 = 500 ΩR2 = 40 ΩR3 = 600 ΩR4 = 250 Ω
Is = mA
3.Mittel
+−12 V330 Ω330 Ω + ΔR330 Ω330 Ωab+−59,41 mV

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 330 Ω wird mit 12 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang Vab = 59,41 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Vs = 12 VR = 330 ΩVab = 59,41 mV
ΔR = Ω
4.Mittel
+−10 VR1​ = 400 ΩR2​ = 600 ΩR3​ = 80 ΩR4​ = 300 Ωab+−Rth​ = ?

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

Vs = 10 VR1 = 400 ΩR2 = 600 ΩR3 = 80 ΩR4 = 300 Ω
Rth = Ω
5.Schwer
+−5 V120 Ω − ΔR120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 120 Ω wird mit 5 V gespeist und hat zwei aktive Streifen in benachbarten Zweigen, einer auf Zug und einer auf Druck (Halbbrücke). Der k-Faktor ist 2,1 und die Dehnung beträgt 750 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 5 VGF = 2,1ε = 750 µε
Vo = mV
6.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 0,53 Ω. Bestimme die Dehnung ε in Mikrodehnung (µε).

R = 1000 ΩGF = 2,12ΔR = 0,53 Ω
ε = µε

Lösungsschlüssel

  1. 1. Rx = 8 Ω
  2. 2. Is = 6,057 mA
  3. 3. ΔR = 6,6 Ω
  4. 4. Rth = 303,2 Ω
  5. 5. Vo = 3,938 mV
  6. 6. ε = 250 µε

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