Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−2 VR1​ = 250 ΩR2​ = 600 ΩR3​ = 20 ΩR4​ = 60 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 = 250 ΩR2 = 600 ΩR3 = 20 ΩR4 = 60 Ω
Is = mA
2.Leicht
2 ΩRₓBGACD40 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 40 cm vom linken Ende A des 100 cm langen Drahtes entfernt ist. Bestimme Rx.

R = 2 Ωl = 40 cmL = 100 cm
Rx = Ω
3.Mittel
+−9 VR1​ = 250 ΩR2​ = 300 ΩR3​ = 400 ΩR4​ = 100 ΩabGRg​ = 100 Ω

Ein Galvanometer mit einem Widerstand von 100 Ω ist zwischen a und b der gezeigten Brücke angeschlossen (Vs = 9 V). Bestimme den Galvanometerstrom Ig von a nach b in µA.

Vs = 9 VR1 = 250 ΩR2 = 300 ΩR3 = 400 ΩR4 = 100 ΩRg = 100 Ω
Ig = µA
4.Mittel
+−12 VR1​ = 600 ΩR2​ = 500 ΩR3​ = 120 ΩR4​ = 800 ΩabGRg​ = 100 Ω

Ein Galvanometer mit einem Widerstand von 100 Ω ist zwischen a und b der gezeigten Brücke angeschlossen (Vs = 12 V). Bestimme den Galvanometerstrom Ig von a nach b in µA.

Vs = 12 VR1 = 600 ΩR2 = 500 ΩR3 = 120 ΩR4 = 800 ΩRg = 100 Ω
Ig = µA
5.Schwer
+−10 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2,05) wird mit 10 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 600 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 5 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.

Vs = 10 VGF = 2,05εmax = 600 µεVFS = 5 V
G =
6.Schwer
+−3 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−0,945 mV

Ein Dehnungsmessstreifen (GF = 2,1) an einem Bauteil mit E = 200 GPa bildet eine Viertelbrücke mit 3 V Speisespannung. Der Ausgang zeigt 0,945 mV. Bestimme die axiale Spannung σ in MPa.

Vs = 3 VGF = 2,1Vo = 0,945 mVE = 200 GPa
σ = MPa

Lösungsschlüssel

  1. 1. Is = 27,35 mA
  2. 2. Rx = 3 Ω
  3. 3. Ig = 9828 µA
  4. 4. Ig = −10439 µA
  5. 5. G = 1626
  6. 6. σ = 120 MPa

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