Wheatstone-Brücke: Zwei Fragen
Hallo zusammen,
ich hätte mal 2 Fragen zur Wheatstone-Brückenschaltung: 1. Wenn man einen unbekannten Widerstand misst und dabei die Grundpannung am gesamten Stromkreis ändert, ändert sich die Abgleichstelle des Schleifkontakts ja nicht. Hat da jemand eine wissenschaftliche Erklärung dafür?
- Hat diese angelegte Grundspannung gar keinen Einfluss auf die Messgenauigkeit? Wenn ich eine sehr hohe Spannung anlege, wird doch z.B der Stromkreis heiß, wodurch der Widerstand größer wird, oder?
Vielen Dank im Voraus, Satschy
3 Antworten
Warum eine hohe Spannung anlegen? Du willst damit messen, nicht heizen. Die Messgenauigkeit ist prinzipiell die gleiche.
Das elegante an der Wheatstone- Schaltung ist das sie in weiten Bereichen unabhängig von der Messspannung ist.. Das Verhältnis der Ströme durch die Widerstände ändert sich nicht, es ändern sich nur die absoluten Beträge. Bei eine hohen Messspannung und also auch hohen Strömen kommt tatsächlich die Erwärmung der Widerstände zum tragen. Ob der Widerstand größer oder kleiner wird hängt allerdings vom Material ab aus denen er besteht. Es gibt Materialien wie die meisten Metalle bei denen sich der Widerstand mit größer werdender Temperatur erhöht, es gibt aber auch andere Materialien bei denen der Widerstand mit steigender Temperatur sinkt wie z.B. Kohlenstoff.
Als Ergänzung:
Die meisten Metalle haben Temperaturkoeffizienten in der Größenordnung von
4 * 10^-3 / K, d.h. ihr Widerstand ändert sich um 0,4% / K.
Für Meßwiderstände (z.B. in der Wheatstone-Brücke) verwendet man deshalb Konstantan mit einem Temperaturkoeffizienten von
10^-5 / K, d.h.eine Erwärmung des Widerstandes um 100K erhöht seinen Wert um nur 0,1%
Zeichne Dir doch mal eine Wheatstone-Brücke auf und wende dieKirchhoffschen RFegeln darauf an. Dann siehst Du, dass die Spannung keinen direkten Einfluss hat.
Der Effekt mit der Erwärmung der Widerstände ist tatsächlich gegeben, genauso wie andere 'Schmutzeffekte' - Auflösung der Messgeräte zum Beispiel, Einfluss von äußeren Störgrößen oder Ähnliches - aber prinzipiell kann amn sich das eben an den Kirchhoff'schen Regeln schön klarmachen.