Arbeitsblatt Wheatstone-Brücke und Dehnungsmessstreifen mit Lösungen

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1.Leicht
10 ΩRₓBGACD25 cm

In einer Schleifdrahtbrücke (Messbrücke) sitzt ein bekannter Widerstand von 10 Ω in der linken Lücke und ein unbekannter Widerstand Rₓ in der rechten Lücke. Das Galvanometer zeigt null, wenn der Schleifkontakt 25 cm vom linken Ende A des 100 cm langen Drahtes entfernt ist. Bestimme Rx.

R = 10 Ωl = 25 cmL = 100 cm
Rx = Ω
2.Leicht
+−5 VR1​ = 500 ΩR2​ = 250 ΩR3​ = 600 ΩR4​ = 20 Ωab+−

Die gezeigte Brücke wird mit Vs = 5 V versorgt, und ihr Ausgang ist offen. Bestimme den aus der Versorgung entnommenen Strom Is in mA.

Vs = 5 VR1 = 500 ΩR2 = 250 ΩR3 = 600 ΩR4 = 20 Ω
Is = mA
3.Mittel
+−2 V300 Ω300 Ω + ΔR300 Ω300 Ωab+−4,98 mV

Eine Brücke mit vier Zweigen von je 300 Ω wird mit 2 V versorgt. Wenn sich der Sensor R₂ ändert, zeigt der Ausgang Vab = 4,98 mV. Bestimme die exakte Änderung ΔR von R₂.

Vs = 2 VR = 300 ΩVab = 4,98 mV
ΔR = Ω
4.Mittel
+−12 VR1​ = 20 ΩR2​ = 50 ΩR3​ = 250 ΩR4​ = 300 ΩabGRg​ = 20 Ω

Ein Galvanometer mit einem Widerstand von 20 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 = 20 ΩR2 = 50 ΩR3 = 250 ΩR4 = 300 ΩRg = 20 Ω
Ig = µA
5.Schwer
+−2,5 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2) wird mit 2,5 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 750 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 3,3 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.

Vs = 2,5 VGF = 2εmax = 750 µεVFS = 3,3 V
G =
6.Schwer
+−2,5 V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−Vo​

Eine Viertelbrücke (ein aktiver Streifen, GF = 2,1) wird mit 2,5 V gespeist. Die größte zu messende Dehnung beträgt 750 µε und soll am Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 3,3 V ergeben. Bestimme die Verstärkung G des Verstärkers.

Vs = 2,5 VGF = 2,1εmax = 750 µεVFS = 3,3 V
G =

Lösungsschlüssel

  1. 1. Rx = 30 Ω
  2. 2. Is = 14,73 mA
  3. 3. ΔR = 3,003 Ω
  4. 4. Ig = 11872 µA
  5. 5. G = 3520
  6. 6. G = 3352

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