Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−10 VR1​ = 100 ΩR2​ = 20 ΩR3​ = 150 ΩR4​ = 100 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 10 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 10 VR1 = 100 ΩR2 = 20 ΩR3 = 150 ΩR4 = 100 Ω
Is = mA
2.Leicht
2 ΩRₓBGACD80 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 80 cm vom linken Ende A des 100 cm langen Drahtes entfernt ist. Bestimme Rx.

R = 2 Ωl = 80 cmL = 100 cm
Rx = Ω
3.Mittel
+−10 VR1​ = 20 ΩR2​ = 600 ΩR3​ = 250 ΩR4​ = 60 ΩabGRg​ = 500 Ω

Ein Galvanometer mit einem Widerstand von 500 Ω ist zwischen a und b der gezeigten Brücke angeschlossen (Vs = 10 V). Bestimme den Galvanometerstrom Ig von a nach b in µA.

Vs = 10 VR1 = 20 ΩR2 = 600 ΩR3 = 250 ΩR4 = 60 ΩRg = 500 Ω
Ig = µA
4.Mittel
+−2 VR1​ = 60 ΩR2​ = 250 ΩR3​ = 20 ΩR4​ = 40 Ωab+−Rth​ = ?

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

Vs = 2 VR1 = 60 ΩR2 = 250 ΩR3 = 20 ΩR4 = 40 Ω
Rth = Ω
5.Schwer
+−2,5 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2) wird mit 2,5 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 250 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 10 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.

Vs = 2,5 VGF = 2εmax = 250 µεVFS = 10 V
G =
6.Schwer
+−5 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−1,537 mV

Ein Dehnungsmessstreifen (GF = 2,05) an einem Bauteil mit E = 200 GPa bildet eine Viertelbrücke mit 5 V Speisespannung. Der Ausgang zeigt 1,537 mV. Bestimme die axiale Spannung σ in MPa.

Vs = 5 VGF = 2,05Vo = 1,537 mVE = 200 GPa
σ = MPa

Lösungsschlüssel

  1. 1. Is = 123,3 mA
  2. 2. Rx = 0,5 Ω
  3. 3. Ig = 13636 µA
  4. 4. Rth = 61,72 Ω
  5. 5. G = 32000
  6. 6. σ = 120 MPa

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