PhysProf - Messbrücke berechnen - Messbrücke abgleichen - Experiment

Fachthema: Messbrücke

PhysProf - Elektrotechnik - Eine Applikation zur Visualisierung physikalischer Sachverhalte mittels Simulationen und 2D-Animationen für die Realschule, das Berufskolleg, das Gymnasium sowie das Studium. Zur Benutzung dessen in Begleitung zum Lehrmaterial der Physik wird ein bereits erlangtes Grundwissen zum entsprechenden Themengebiet vorausgesetzt.

Online-Hilfe für das Modul
zur Durchführung von Untersuchungen mit Messschaltungen
die als Wheatstonesche Messbrücken bekannt sind.

Dieses Unterprogramm ermöglicht die Durchführung der Steuerung entsprechender Abläufe zur Echtzeit und bietet die Möglichkeit, die Einflüsse relevanter Größen interaktiv zu untersuchen.

 

 

Durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Schaltfläche können Sie eine kostenlose Demoversion des Programms PhysProf 1.1 herunterladen.


 

Das Programmmodul [Elektrotechnik] - [Messbrücke] ermöglicht die Simulation einer Messschaltung, welche unter der Bezeichnung Wheatstonesche Messbrücke bekannt ist.

Brücke abgleichen

Brücke abgeglichen

Mit Hilfe dieser Schaltung kann der Wert eines Widerstands mit relativ geringem Fehler ermittelt werden. Der unbestimmte Widerstand R_x wird mit dem bekannten Normalwiderstand R₁, welcher dekadisch einstellbar und geeicht ist, sowie mit den beiden bekannten Widerständen R₂ und R₃ verglichen. Wird der Stromkreis geschlossen, so entsteht eine durch den Widerstand R₁ einstellbare Stromverteilung in den einzelnen Stromzweigen. Durch das Verstellen des Werts des Regelwiderstands R₁ kann der Strom I0 im Brückenzweig auf null reduziert werden. Für die abgeglichene Brücke gilt dann:

Programmbedienung

Derartige Untersuchungen können Sie in diesem Unterprogramm durchführen. Beachten Sie aber, dass die dargestellte Messbrücke etwas verändert wurde.

Brücke abgleichen:

Wird der Kontrollschalter Brücke abgleichen aktiviert, so werden ein einzelner Regelwiderstand R₁ und zwei Festwiderstände R₂ und R₃ verwendet. Der unbekannte Widerstand wird schraffiert dargestellt. Durch die Auswahl vorgegebener Werte für die Widerstände R₂ und R₃ aus den zur Verfügung stehenden Auswahlboxen Messwiderstand R2 und Messwiderstand R3 können die Werte für die Festwiderstände festgelegt werden. Somit stehen viele variante Möglichkeiten zur Verfügung den Abgleich durchzuführen. Zudem kann der Wert des unbekannten Widerstands variabel geändert werden. Es gilt jedoch zu beachten, dass diese Tatsache nicht praxisnah ist, da normalerweise stets ein Abgleich für nur einen Widerstand durchgeführt wird. Dieses Prinzip wurde lediglich deshalb umgesetzt, um möglichst viele Versuche dieser Art ermöglichen zu können. Wird die Größe des Regelwiderstands R1 am dafür zur Verfügung stehenden Rollbalken verändert, so ändert sich der Brückenstrom. Wird hierfür der Wert 0 mA erreicht, so ist die Brücke abgeglichen und der Messwert entspricht der wahren Größe des Widerstands.

Brücke abgeglichen:

Aktivieren Sie den Kontrollschalter Brücke abgeglichen. Hierauf wird der Zustand simuliert, dass die Brücke sich im abgeglichenen Zustand befindet, d.h. im Brückenzweig wird die Stromstärke I₀ = 0.

Durch die Positionierung des Rollbalkens für Regelwiderstand R₁ und durch die Auswahl entsprechender Werte aus den Auswahlboxen Messwiderstand R2 sowie Messwiderstand R3 können Sie untersuchen, welche Verhältnismäßigkeit zwischen Regelwiderstand und unbekanntem Widerstand bestehen muss, um die Messbrücke abzugleichen. Die Einstellung der vorherrschenden Spannung hat hierauf keinen Einfluss.
 

Eine kleine Übersicht in Form kurzer Beschreibungen und Bilder über einige zu diesem Fachthemengebiet implementierte Unterprogramme kann unter Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Elektrotechnik aufgerufen werden.
 

Hilfreiche Informationen zu diesem Fachthema sind unter Wikipedia - Messbrücke zu finden.
  

Nachfolgend finden Sie ein Video zu diesem Fachthema, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks
auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.

Lissajousche Figuren - Reihen- und Parallelschaltung - Widerstände im Wechselstromkreis - Messbrücke - Widerstandsgesetz - Kondensator Ladung - Entladung - Kondensator - Kapazitäten - Plattenkondensator - Transformator - Schwingungsüberlagerung - RC-Kreis - RL-Kreis - RLC-Kreis - Resonanz - Wechselstromkreis

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