Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
5 ΩRₓBGACD55 cm

In einer Schleifdrahtbrücke (Messbrücke) sitzt ein bekannter Widerstand von 5 Ω in der linken Lücke und ein unbekannter Widerstand Rₓ in der rechten Lücke. Das Galvanometer zeigt null, wenn der Schleifkontakt 55 cm vom linken Ende A des 100 cm langen Drahtes entfernt ist. Bestimme Rx.

R = 5 Ωl = 55 cmL = 100 cm
Rx = Ω
2.Leicht
+−6 VR1​ = 250 ΩR2​ = 80 ΩR3​ = ?R4​ = 200 ΩabG0

Die Wheatstone-Brücke im Schaubild wird durch Einstellen von R₃ abgeglichen. R₁ = 250 Ω, R₂ = 80 Ω und R₄ = 200 Ω. Bestimme die Einstellung R3.

R1 = 250 ΩR2 = 80 ΩR4 = 200 Ω
R3 = Ω
3.Mittel
+−5 VR1​ = 250 ΩR2​ = 250 ΩR3​ = 10 ΩR4​ = 150 ΩabGRg​ = 50 Ω

Ein Galvanometer mit einem Widerstand von 50 Ω ist zwischen a und b der gezeigten Brücke angeschlossen (Vs = 5 V). Bestimme den Galvanometerstrom Ig von a nach b in µA.

Vs = 5 VR1 = 250 ΩR2 = 250 ΩR3 = 10 ΩR4 = 150 ΩRg = 50 Ω
Ig = µA
4.Mittel
+−5 VR1​ = 300 ΩR2​ = 600 ΩR3​ = 600 ΩR4​ = 300 Ωab+−Rth​ = ?

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

Vs = 5 VR1 = 300 ΩR2 = 600 ΩR3 = 600 ΩR4 = 300 Ω
Rth = Ω
5.Schwer
+−5 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 350 Ω wird mit 5 V gespeist und hat ein aktiver Streifen (Viertelbrücke). Der k-Faktor ist 2,12 und die Dehnung beträgt 750 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 5 VGF = 2,12ε = 750 µε
Vo = mV
6.Schwer
+−3 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2,1) wird mit 3 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 1200 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 10 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.

Vs = 3 VGF = 2,1εmax = 1200 µεVFS = 10 V
G =

Lösungsschlüssel

  1. 1. Rx = 4,091 Ω
  2. 2. R3 = 625 Ω
  3. 3. Ig = −11864 µA
  4. 4. Rth = 400 Ω
  5. 5. Vo = 1,988 mV
  6. 6. G = 5291

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