Präzisions-Widerstandsmessschaltung der Wheatstone-Brücke

45 Min. Alter 10-14 Drinnen

Verdrahten Sie eine Diamant-Wheatstone-Brücke mit vier Widerständen auf einem lötfreien Steckbrett. Stellen Sie ein Potentiometer ein, um an den Mittelknoten einen Nullwert von 0,0...

Benötigte Materialien

  • • Lötfreie Steckplatine und Überbrückungsdrähte (1 Satz)
  • • 1 kOhm 1 % Metallschichtwiderstände (2 Einheiten)
  • • 10 kOhm Präzisions-Trimmpotentiometer (1 Einheit)
  • • Digitalmultimeter mit Messleitungen (oder Mittelnullgalvanometer) (1 Einheit)
  • • 9V-Batterie mit Schnappclip (1 Einheit)
  • • 2B-Graphitstift und schweres Papier (für individuelle Widerstandsbahnen) (1 Satz)

Tipps für Eltern

  • → Samuel Hunter Christie und Charles Wheatstone haben diese Diamantbrückenschaltung entwickelt, um unbekannte elektrische Widerstände mit äußerster Genauigkeit zu messen.
  • → Wenn die Brücke ausgeglichen ist, sinkt die Spannungsdifferenz zwischen den beiden zentralen Knoten auf genau 0,00 Volt (Nullzustand).
  • → Zeichnen Sie mit einem 2B-Bleistift eine dicke Graphitbahn auf Papier und verbinden Sie sie mit dem unbekannten Widerstandsschlitz, um zu messen, wie sich die Leitungslänge auf den Widerstand auswirkt.

Sicherheitshinweise

Stellen Sie sicher, dass die 9-V-Batterie abgeklemmt ist, während Sie Komponenten auf dem Steckbrett einsetzen und neu anordnen.

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Schritt-für-Schritt-Anleitung

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Schritt 1

Fügen Sie zwei passende 1-kOhm-Widerstände und ein 10-k-Ohm-Mehrgangpotentiometer auf einem lötfreien Steckbrett in ein Diamantbrückennetzwerk ein.

⏱️ ~10 Min.
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Schritt 2

Schließen Sie einen unbekannten Testwiderstand (oder eine dicke, mit Krokodilklemmen auf Papier gezeichnete Bleistiftlinie) an den vierten Zweig der Brücke an.

⏱️ ~15 Min.
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Schritt 3

Schließen Sie eine 9-V-Batterie an und platzieren Sie digitale Multimetersonden über den beiden zentralen Brückenknoten, die auf den empfindlichen Millivolt-Modus eingestellt sind.

⏱️ ~10 Min.
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Schritt 4

Drehen Sie das Potentiometer, bis der Spannungswert auf 0,00 V (Nullzustand) abfällt, und berechnen Sie dann den unbekannten Widerstandswert.

⏱️ ~10 Min.

Was dabei gelernt wird

Das Nullmessprinzip der Wheatstone-Brücke (Rx = R2*R3/R1) Gleichgewicht der Spannungsteilerschaltung Präzise Charakterisierung des elektrischen Widerstands