Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−3 VR1​ = 1000 ΩR2​ = 20 ΩR3​ = 50 ΩR4​ = 600 Ωab+−

In der gezeigten Brücke ist Vs = 3 V, R₁ = 1000 Ω und R₂ = 20 Ω. Bestimme die Spannung Va des Knotens a gegenüber der negativen Versorgungsschiene.

Vs = 3 VR1 = 1000 ΩR2 = 20 ΩR3 = 50 ΩR4 = 600 Ω
Va = V
2.Leicht
+−2 VR1​ = 600 ΩR2​ = 200 ΩR3​ = 10 ΩR4​ = 80 Ωab+−

In der gezeigten Brücke ist Vs = 2 V, R₁ = 600 Ω und R₂ = 200 Ω. Bestimme die Spannung Va des Knotens a gegenüber der negativen Versorgungsschiene.

Vs = 2 VR1 = 600 ΩR2 = 200 ΩR3 = 10 ΩR4 = 80 Ω
Va = V
3.Mittel
+−10 VR1​ = 100 ΩR2​ = 100 ΩR3​ = 400 ΩR4​ = 80 Ωab+−Rth​ = ?

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

Vs = 10 VR1 = 100 ΩR2 = 100 ΩR3 = 400 ΩR4 = 80 Ω
Rth = Ω
4.Mittel
+−2 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 2 V. Bestimme die im Streifen umgesetzte Leistung Pg in mW. Die Eigenerwärmung begrenzt die Speisespannung.

Vs = 2 VR = 120 Ω
Pg = mW
5.Schwer
+−5 V350 Ω − ΔR350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 350 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 800 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 5 VGF = 2,1ε = 800 µε
Vo = mV
6.Schwer
+−2,5 V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−1,875 mV

Ein Dehnungsmessstreifen (GF = 2) an einem Bauteil mit E = 210 GPa bildet eine Viertelbrücke mit 2,5 V Speisespannung. Der Ausgang zeigt 1,875 mV. Bestimme die axiale Spannung σ in MPa.

Vs = 2,5 VGF = 2Vo = 1,875 mVE = 210 GPa
σ = MPa

Lösungsschlüssel

  1. 1. Va = 0,05882 V
  2. 2. Va = 0,5 V
  3. 3. Rth = 116,7 Ω
  4. 4. Pg = 8,333 mW
  5. 5. Vo = 4,2 mV
  6. 6. σ = 315 MPa

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