Start |  Grundlagen |  Wechselstromtechnik |  Nachrichtentechnik |  Digitaltechnik |  Tabellen |  Testaufgaben |  Quiz |  PDF-Dateien

Brückenschaltung

Eine Schaltung, die aus zwei Reihenschaltungen mit jeweils 2 Widerständen (R₁ in Reihe mit R₂ und R₃ in Reihe mit R₄) besteht, die zueinander parallel geschaltet sind (eine gemeinsame Spannung U_ges) wird als Brückenschaltung bezeichnet. Nach Ihrem Erfinder wird diese Schaltung auch Wheatstone-Brücke genannt.

Brückenschaltungen werden zur Messung von Widerständen verwendet. Sind 3 Widerstände bekannt, so kann der 4. Widerstand bestimmt werden.
Funktionsprinzip:
Um mit einer Brückenschaltung Widerstände messen zu können, muss die Brückenschaltung abgeglichen sein. Dies ist dann der Fall wenn die Spannungsverhältnisse in den beiden Reihenschaltungen übereinstimmen also
U₁ / U₂ = U₃ / U₄.
In diesem Fall fließt durch den Strommesser (Amperemeter) kein Strom I_d = 0A und somit ist die Spannung U_d = 0V.
Die Abgleichbedingung wird dadurch erreicht indem die Widerstandsverhältnisse der beiden Reihenschaltungen so eingestellt werden, dass sie übereinstimmen.
Abgleichbedingung einer Brückenschaltung:
Herleitung:
Im abgeglichenen Zustand fließt durch den Strommesser kein Strom, daher können für die beiden Stromzweige R₁-R₂ und R₃-R₄ die Gesetze der Reihenschaltung angewendet werden.
U₁ = R₁ · I₁
Bei einer Reihenschaltung ist I₁ = I₂ daher berechnet sich U₂ gemäß der Formel:
U₂ = R₂ · I₁
Für die Reihenschaltung R₃-R₄ gilt entsprechend:
U₃ = R₃ · I₃
U₄ = R₄ · I₃
setzt man die Spannungen der beiden Reihenschaltungen zueinander ins Verhältnis so ergibt sich:
(R₁ · I₁) / (R₂ · I₁) = (R₃ · I₃) / (R₄ · I₃)
durch Kürzen der Ströme erhält man die oben stehende Formel

Messung von Widerständen bei einer Brückenschaltung
Soll nun ein unbekannter Widerstand z.B. R₄ ermittelt werden, so muss die Gleichung entsprechend umgestellt werden:
R₄ = (R₂ · R₃) / R₁
Zur Messung eines unbekannten Widerstandes mit einer Brückenschaltung kann nun ein veränderlicher Widerstand (z.B. R₁) so lange geändert werden bis die Brücke abgeglichen (I_d = 0A) ist. Anhand der nun bekannten 3 Widerstände (R₁ bis R₃) kann der 4. Widerstand R₄ berechnet werden. In der Praxis wird diese Art der Widerstandsmessung mit einem speziellen Meßgerät durchgeführt.

Testfragen zur Brückenschaltung
Aufgaben zur Brückenschaltung

Die Wheatstone-Brücke ist nach dem englischen Physiker Charles Wheatstone *1802 +1875 benannt

Verwandte Themen: Reihenschaltung | Parallelschaltung

Anzeige


Unsere Buchtipps zur Elektrotechnik

Impressum | Datenschutz