Wheatstone-Brücke und Schleifdrahtbrücke – Widerstand und spezifischer Widerstand
PhysikElektrizität und StromkreiseAlter 16–17Virtuelles Labor
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Eine Schleifdrahtbrücke: ein gleichmäßiger Draht von 100 cm, eine Widerstandsdekade R in einer Lücke und die Probe X in der anderen. Verschieben Sie den Schleifkontakt entlang des Drahts, bis das Galvanometer null anzeigt: am Nullpunkt gilt R/X = l/(100 − l). Vertauschen Sie R und X und mitteln Sie, um die Fehler an den Drahtenden auszugleichen, berechnen Sie den spezifischen Widerstand eines Drahts aus seiner Länge und dem mit der Bügelmessschraube gemessenen Durchmesser und prüfen Sie die Gesetze der Reihen- und Parallelschaltung. Die Ansicht Wheatstone-Brücke zeigt die Abgleichbedingung P/Q = R/S.
Lektion: Abgeglichene Wheatstone-Brücke; Widerstandsmessung mit der Schleifdrahtbrücke; spezifischer Widerstand; Reihen- und Parallelschaltung von Widerständen
Was sie zeigt
In einer Wheatstone-Brücke fließt kein Strom durch das Galvanometer, wenn P/Q = R/S gilt, unabhängig von der Spannungsquelle. Die Schleifdrahtbrücke nutzt einen gleichmäßigen Draht als die beiden unteren Zweige, ihr Verhältnis ist daher das Längenverhältnis l/(100 − l). Das Netzwerk wird hier vollständig berechnet, der Ausschlag neben dem Nullpunkt ist also echt, und die Anschlussschienen fügen an jedem Drahtende einen kleinen Widerstand hinzu. Deshalb liegt eine Anordnung etwas daneben, und das Vertauschen von R und X hilft. Die Proben sind zwei Drähte und zwei Spulen mit verborgenem Wert.
So funktioniert es
Wählen Sie eine Probe und einen Wert der Widerstandsdekade R, ziehen Sie dann den Schleifkontakt über den Draht oder nutzen Sie Position des Schleifkontakts l, bis das Galvanometer null anzeigt, und klicken Sie auf Aufzeichnen. Klicken Sie auf R und X vertauschen, suchen Sie den neuen Nullpunkt und zeichnen Sie erneut auf. Beantworten Sie die Aufgaben mit Ihrem Mittelwert. Im Reiter Wheatstone-Brücke ändern Sie P, Q, R und S und beobachten das Galvanometer.
Einstellbare Parameter
- Ansicht Schleifdrahtbrücke, Wheatstone-Brücke
- Probe Draht A, Draht B, Spule X₁, Spule X₂, X₁ und X₂ in Reihe, X₁ und X₂ parallel
- Widerstandsdekade R 0,5–20 Ω
Fragen zum Erkunden
- Warum hängt der Nullpunkt weder von der Spannung der Quelle noch vom Schiebewiderstand ab?
- Warum ist die Schleifdrahtbrücke am empfindlichsten, wenn der Nullpunkt nahe der Drahtmitte liegt?
- Wie beseitigt das Vertauschen von R und X den Fehler durch die Widerstände an den Enden?
