Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
50 ΩRₓBGACD55 cm

In einer Schleifdrahtbrücke (Messbrücke) sitzt ein bekannter Widerstand von 50 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 = 50 Ωl = 55 cmL = 100 cm
Rx = Ω
2.Leicht
+−12 VR1​ = 600 ΩR2​ = 100 ΩR3​ = 120 ΩR4​ = ?abG0

Die Wheatstone-Brücke im Schaubild ist abgeglichen: Das Galvanometer zeigt null. R₁ = 600 Ω, R₂ = 100 Ω und R₃ = 120 Ω. Bestimme den unbekannten Widerstand R4.

R1 = 600 ΩR2 = 100 ΩR3 = 120 Ω
R4 = Ω
3.Mittel
+−5 V200 Ω200 Ω + ΔR200 Ω200 Ωab+−Vab​ = ?

Eine Brücke hat vier Zweige mit je 200 Ω und Vs = 5 V. Der Sensor R₂ steigt um ΔR = 2 Ω. Bestimme mit der Näherung für kleine Änderungen die Ausgangsspannung Vab in mV.

Vs = 5 VR = 200 ΩΔR = 2 Ω
Vab = mV
4.Mittel
+−2 V250 Ω250 Ω250 Ω250 Ωab+−

Ein Dehnungsmessstreifen mit 250 Ω ist ein Zweig (R₂) einer Brücke mit vier gleichen Zweigen von 250 Ω und einer Speisespannung von 2 V. Bestimme die im Streifen umgesetzte Leistung Pg in mW. Die Eigenerwärmung begrenzt die Speisespannung.

Vs = 2 VR = 250 Ω
Pg = mW
5.Schwer
+−10 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−2,1 mV

Eine Viertelbrücke mit einem aktiven Streifen (GF = 2,1) wird mit 10 V gespeist. Unter Last zeigt der Ausgang 2,1 mV. Bestimme die Dehnung ε in µε.

Vs = 10 VGF = 2,1Vo = 2,1 mV
ε = µε
6.Schwer
+−V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−

Ein Dehnungsmessstreifen mit 120 Ω und dem k-Faktor 2 ist auf einen Stahlstab geklebt. Unter Last steigt sein Widerstand um 0,18 Ω. Bestimme die Dehnung ε in Mikrodehnung (µε).

R = 120 ΩGF = 2ΔR = 0,18 Ω
ε = µε

Lösungsschlüssel

  1. 1. Rx = 40,91 Ω
  2. 2. R4 = 20 Ω
  3. 3. Vab = 12,5 mV
  4. 4. Pg = 4 mW
  5. 5. ε = 400 µε
  6. 6. ε = 750 µε

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