Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
+−9 VR1​ = 500 ΩR2​ = 20 ΩR3​ = 250 ΩR4​ = ?abG0

Die Wheatstone-Brücke im Schaubild ist abgeglichen: Das Galvanometer zeigt null. R₁ = 500 Ω, R₂ = 20 Ω und R₃ = 250 Ω. Bestimme den unbekannten Widerstand R4.

R1 = 500 ΩR2 = 20 ΩR3 = 250 Ω
R4 = Ω
2.Leicht
+−10 VR1​ = 100 ΩR2​ = 1000 ΩR3​ = 300 ΩR4​ = 10 Ωab+−Vab​ = ?

Bestimme die Leerlaufausgangsspannung Vab = Va − Vb der gezeigten Brücke mit Vs = 10 V.

Vs = 10 VR1 = 100 ΩR2 = 1000 ΩR3 = 300 ΩR4 = 10 Ω
Vab = V
3.Mittel
+−2 V200 Ω200 Ω + ΔR200 Ω200 Ωab+−19,61 mV

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 200 Ω wird mit 2 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang Vab = 19,61 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Vs = 2 VR = 200 ΩVab = 19,61 mV
ΔR = Ω
4.Mittel
+−9 VR1​ = 250 ΩR2​ = 800 ΩR3​ = 150 ΩR4​ = 20 ΩabGRg​ = 200 Ω

Ein Galvanometer mit einem Widerstand von 200 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 = 800 ΩR3 = 150 ΩR4 = 20 ΩRg = 200 Ω
Ig = µA
5.Schwer
+−10 V120 Ω − ΔR120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−Vo​ = ?

Eine Brücke mit Zweigen von 120 Ω wird mit 10 V gespeist und hat zwei aktive Streifen in benachbarten Zweigen, einer auf Zug und einer auf Druck (Halbbrücke). Der k-Faktor ist 2,12 und die Dehnung beträgt 1200 µε. Bestimme die Brückenausgangsspannung Vo in mV.

Vs = 10 VGF = 2,12ε = 1200 µε
Vo = mV
6.Schwer
+−3 V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−0,795 mV

Ein Dehnungsmessstreifen (GF = 2,12) an einem Bauteil mit E = 70 GPa bildet eine Viertelbrücke mit 3 V Speisespannung. Der Ausgang zeigt 0,795 mV. Bestimme die axiale Spannung σ in MPa.

Vs = 3 VGF = 2,12Vo = 0,795 mVE = 70 GPa
σ = MPa

Lösungsschlüssel

  1. 1. R4 = 10 Ω
  2. 2. Vab = 8,768 V
  3. 3. ΔR = 8,001 Ω
  4. 4. Ig = 14207 µA
  5. 5. Vo = 12,72 mV
  6. 6. σ = 35 MPa

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