Brückenschaltung (Klasse A)

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Die Brückenschaltung ist eine Schaltung aus 4 Widerständen, die für Widerstandsmessungen eingesetzt

werden kann. Ein Beispiel aus der Praxis ist die Messbrücke nach Wheatstone.

Die Messbrücke besteht immer aus zwei Spannungsteilern, die parallel geschaltet sind.

In dem Sonderfall, dass die Spanungsteilerverhältnisse links und rechts gleich groß sind, fließt durch das Messinstrument im sogenannten Brückenzweig kein Strom.

Die Widerstandswerte können unterschiedliche Werte aufweisen, wichtig ist das Spannungsteilerverhältnis, das

links und rechts gleich sein muss.

In einer Formel dargestellt lautet dieser Zusammenhang: R1/R2 = R3/R4

AD111: In welchem Verhältnis müssen die Widerstände $R_1$ bis $R_4$ zueinander stehen, damit das Messinstrument im Brückenzweig keine Spannung anzeigt?

In der Mitte der Schaltung lässt sich die sogenannte Brückenspannung abgreifen.

Für den Sonderfall, dass die Spannungsteilerverhältnisse gleich groß sind,

ergibt sich die Brückenspannnung zu Null Volt.

Da bei der folgenden Aufgabe alle Widerstände gleich groß sind, müssen auch die Spannungsteilerverhältnisse gleich sein.

Dies entspricht dem oben beschriebenen Sonderfall.

AD112: Die Spannung an der Brückenschaltung beträgt 10 V. Alle Widerstände haben einen Wert von 50 Ω. Wie groß ist die Spannung zwischen A und B im Brückenzweig (gemessen von A nach B)?

In der folgenden Frage trifft der Sonderall nicht zu, da die Spannungsteilerverhältnisse ungleich sind.

Es sind zwar ähnliche Widerstände vorhanden, aber von oben nach unten betrachtet vertauscht.

Auf der linken Seite finden wir was Verhältnis 1kohm zu 10 kohm = 1/ 10.

Unter der Voraussetzung, dass das Messwerk sehr hochohmig ist oder abgeklemmt ist, messen wir bei

11 V Betriebsspannung wir auf der linken Seite am oberen Widerstand (R1) 1V und am unteren Widerstand (R2) 10 V.

Das Potenzial am Messpunkt A beträgt somit 10 V gegen Masse gemessen.

Auf der rechten Seite finden wir was Verhältnis 10 kohm zu 1 kohm = 10/ 1 und messen deshalb 10 V am oberen Widerstand (R3) und 1V am unteren Widerstand (R4).

Das Potenzial am Messpunkt B beträgt somit 1 V gegen Masse gemessen.

Der Potenzialunterschied zwischen A und B beträgt 9 V, wobei der Messpunkt A um 9 V positiver als der Messpunkt B ist.

AD113: Die Spannung an der Brückenschaltung beträgt 11 V. Die Widerstände haben folgende Werte: $R_1$ = 1 kΩ; $R_2$ = 10 kΩ; $R_3$ = 10 kΩ; $R_4$ = 1 kΩ. Wie groß ist die Spannung zwischen A und B im Brückenzweig (gemessen von A nach B)?