Physik 8 · Elektrizitätslehre
Wheatstone-Brücke
Diese Seite geht über den Unterrichtsstoff hinaus. Zwei Reihenschaltungen liegen an derselben Spannung: oben der unbekannte Widerstand Rx und ein bekannter Normalwiderstand RN, unten ein gleichmäßiger Draht. Ein Messgerät verbindet die beiden Mitten. Zeigt es null an, teilt sich die Spannung oben und unten im selben Verhältnis, und es gilt Rx : RN = l1 : l2.
So gehst du vor
- 1Wähle einen Widerstand Rx und einen Normalwiderstand RN.
- 2Ziehe den Schleifkontakt mit dem Finger. Der Zeiger schlägt nach rechts aus: Zieh nach rechts. Er schlägt nach links aus: Zieh nach links.
- 3Bist du nah am Abgleich, schalte auf „fein“ und stelle den Kontakt mit den Knöpfen genau ein.
- 4Tippe „l1 und RN in die Tabelle“ und wiederhole das für mindestens vier Normalwiderstände.
- 5Berechne Rx selbst. Erst dann „Ausgleichsgerade und Auswertung zeigen“.
Kontakt l₁
30,0 cm
Rest l₂
70,0 cm
Das Messgerät ist sehr hochohmig, durch den Brückenzweig fließt also praktisch kein Strom. Die Anzeige streut etwas, wie bei einem echten Gerät.
Widerstand Rx
Normalwiderstand RN
Schleifkontakt l1
30,0 cmMessbereich
Spannung U0
4,0 VAuswertung: RN über dem Längenverhältnis
Im Diagramm: RN über l2 : l1. Aus Rx = RN · l1l2 folgt RN = Rx · l2l1: Die Steigung der Ursprungsgeraden ist Rx.
| Nr. | l1 in cm | RN in Ω |
|---|
Aufträge
- Wähle Rx = 220 Ω und RN = 100 Ω. Gleiche die Brücke ab und berechne Rx mit Rx = RN · l1l2.
- Ändere im Abgleich die Spannung U0. Was passiert mit dem Zeiger? Warum ist das ein Vorteil der Brücke?
- Warum darf der Draht überall nur gleich dick sein? Was würde sich sonst ändern?
- Miss denselben Widerstand mit vier verschiedenen Normalwiderständen. Rechne jedes Mal Rx aus. Bei welcher Stellung des Kontakts ist ein Ablesefehler von 1 mm am wenigsten schlimm?
- Bestimme Widerstand X. Mit welchem Normalwiderstand landest du nah an der Mitte? Löse erst danach auf.
Theorie: Reihenschaltung und Spannungsteilung, Kapitel „Zusatz: Reihen- und Parallelschaltung“.