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Wheatstone-Brücken-Rechner

Bei Verhältniszweigen von 100 und 200 Ohm und einem bekannten Zweig von 50 Ohm beträgt der unbekannte Widerstand Rx 100 Ohm: Geben Sie die drei bekannten Widerstände einer abgeglichenen Brücke ein und erhalten Sie den vierten samt Verhältnis und Rechenweg. Kostenlos in Ihrem Browser.

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Wenn Sie eingeben
Verhältniszweig-Widerstand R1
100
Verhältniszweig-Widerstand R2
200
R3
50
Erhalten Sie
Rx
100
Unbekannter Widerstand
100
Abgleichverhältnis
2
Produkt r1 rx
10.000

Ein Wheatstone-Brücken-Rechner wandelt die drei bekannten Zweigwiderstände in den unbekannten vierten Widerstand einer abgeglichenen Brücke um. Brückenmessungen sind nach wie vor der Standardweg, um einen unbekannten Widerstand anhand eines bekannten Verhältnisses ohne Präzisionsamperemeter zu bestimmen, und Studierende brauchen dieselbe geschlossene Form für Nullablenkungsaufgaben.

Wie eine abgeglichene Brücke einen Widerstand verrät

Eine Wheatstone-Brücke ordnet vier Widerstände in einer Schleife an: zwei Verhältniszweige, einen bekannten Zweig und den unbekannten Widerstand, den Sie messen möchten, mit einem Messgerät in der Mitte. Entspricht das Verhältnis der beiden Verhältniszweige dem Verhältnis von bekanntem zu unbekanntem Zweig, schlägt das Messgerät nicht aus und die Brücke ist abgeglichen. Diese Nullanzeige macht das Verfahren genau, weil Widerstände miteinander verglichen statt über einen Strom gemessen werden. Aus der Abgleichbedingung folgt die Unbekannte: zweiten Verhältniszweig durch den ersten teilen und mit dem bekannten Zweig multiplizieren.

Prüfungen, die das Ergebnis absichern

Mit Zweigen von 100 und 200 und einem bekannten Zweig von 50 ergibt sich das Verhältnis 2 und die Unbekannte 100. Das Ergebnis zeigt zusätzlich zwei Kreuzprodukte, den ersten Verhältniszweig mal die Unbekannte und den zweiten mal den bekannten Zweig. Im Abgleich sind beide gleich, im Beispiel jeweils 10000. So sehen Sie auf einen Blick, ob die Rechnung stimmt. Beachten Sie, dass die Formel eine tatsächlich abgeglichene Brücke beschreibt, so wie Nullabgleich-Aufgaben im Unterricht gestellt werden.

Verhältnisdesign für Sensoren und Dehnungsmessstreifen

Ingenieure wählen Verhältniszweige und einen bekannten Widerstand, um den gewünschten Messzweigwiderstand zu treffen, bevor sie die Viertelbrücken-Hardware bauen.

Was passiert, wenn ein bekannter Widerstand null ist?

Ein Nullzweig macht das Verhältnis undefiniert oder modelliert einen Kurzschluss, was keine gültige passive abgeglichene Messung ist.

Löst dieses Werkzeug eine nicht abgeglichene Brücke?

Nein. Es setzt Nullabgleich voraus und liefert nur den vierten Zweig. Verstimmungsstrom oder Galvanometerausschlag erfordern eine andere Netzwerkanalyse.

Wofür wird eine Wheatstone-Brücke verwendet?

Um einen unbekannten Widerstand durch Vergleich mit bekannten zu bestimmen, ohne auf ein Präzisions-Amperemeter angewiesen zu sein. Sie ist auch die Grundlage von Dehnungsmessstreifen- und Sensorschaltungen, bei denen die Zweige auf einen gewünschten Messwiderstand ausgelegt werden.

Müssen die Widerstände in Ohm angegeben werden?

Nein. Jede Einheit funktioniert, solange alle drei bekannten Werte dieselbe verwenden, etwa Ohm oder Kiloohm. Der unbekannte Widerstand erscheint in derselben Einheit, Sie müssen also nichts umrechnen.

Warum kann ich keinen negativen Widerstand eingeben?

Eine passive Brücke besteht nur aus positiven Widerständen. Ein negativer Wert gilt daher als Tippfehler und wird zurückgewiesen, statt einen sinnlosen unbekannten Widerstand zu liefern.

Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.

POSThttps://api.kit.forhosting.com/elec/wheatstone-bridge

Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/wheatstone-bridge \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"r1":100,"r2":200,"r3":50}'
{
  "r1": 100,
  "r2": 200,
  "r3": 50
}
{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "elec.wheatstone_bridge",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

pro Anfrage$0.002

Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.

max_abs1000000000000
HTTPCodeBedeutung
401unauthorizedDer API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer).
402insufficient_balanceIhr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht.
404unknown_typeUnbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog.
429rate_limitedZu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

Jede Null unter den bekannten Werten wird mit einem klaren invalid_input-Fehler abgelehnt, denn ein Nullzweig macht das Verhältnis undefiniert oder modelliert einen Kurzschluss, der keine passive abgeglichene Messung ist.

Was eine abgeglichene Wheatstone-Brücke misst und warum Rx = (R2/R1)·R3 gilt

Genau diese geschlossene Form implementiert dieser Rechner: Er teilt den zweiten Verhältniszweig durch den ersten, multipliziert mit dem bekannten Zweig und gibt das Ergebnis in derselben Widerstandseinheit zurück, die Sie angegeben haben. Gleitkommawerte nahe null mit einem Betrag von höchstens 1×10⁻¹⁵ werden als null behandelt und ebenso abgelehnt, damit Rauschen keinen riesigen Verhältnisterm erzeugt. Lehrende und automatische Bewertungssysteme legen auch Wert auf die Null-Ablehnung: Ein Studierender, der R1 = 0 eingibt, hat den Bereich einer passiven Verhältnisbrücke verlassen, und ein stilles Infinity würde diesen Fehler verbergen.

So rufen Sie die API auf und was zurückkommt

Jeder bekannte Zweig muss streng positiv und ungleich null sein; Werte mit einem Absolutwert von höchstens 1×10⁻¹⁵ werden als null behandelt und abgelehnt, und negative Werte werden als für eine passive Brücke unphysikalisch abgelehnt. Die Absolutwerte müssen innerhalb des veröffentlichten Limits von einer Billion bleiben, damit Zwischenprodukte in IEEE-Doppelgenauigkeit auf dem Worker und im Browser endlich bleiben. Eine fehlgeschlagene Validierung (fehlende Felder, nicht endliche Zahlen, null oder nahezu null bekannte Werte, negative Werte, Werte außerhalb der Absolutlimits oder ein nicht endliches Rx) liefert invalid_input und wird nie berechnet. Der Preis ist eine Pauschale von $0.002 pro erfolgreicher Anfrage mit Einzelposten und marginalem Stückpreis null.

Praktische Tipps, Grenzen und verwandte Suchanfragen

Halten Sie alle Zweige vor dem Aufruf in derselben Einheit: Ohm und Kiloohm ohne Umrechnung zu mischen erzeugt ein unsinniges Rx, das numerisch aussieht, aber um drei Größenordnungen falsch ist. Senden Sie bevorzugt Zahlen statt vorformatierter Ingenieurstings, wenn Sie den Client kontrollieren; numerische Zeichenketten werden nur akzeptiert, wenn sie einem strengen endlichen Zahlenmuster entsprechen. Bevorzugen Sie diese Fähigkeit, wenn die Brücke bereits als abgeglichen bekannt ist und Sie nur den vierten Zweig brauchen; zeigt Ihr Labor noch Galvanometerausschlag, stellen Sie zuerst den bekannten Zweig oder das Verhältnis bis zum Nullpunkt ein und rufen dann dieses Werkzeug auf. Fehlgeschlagene Aufgaben, die invalid_input zurückgeben, verbrauchen kein Prepaid-Guthaben, was explorative Skripte günstig hält, wenn Lernende absichtlich eine Null eingeben.

Prüfung von Laborberichten bei Nullabgleich-Experimenten

Studierende geben die an einer abgeglichenen Brücke gemessenen R1, R2 und R3 ein und vergleichen das von Hand berechnete Rx und Verhältnis mit einem deterministischen Browser- oder API-Ergebnis.

Unit-Tests für Lern-Apps und Firmware

Erzeugen Sie bekannt korrekte Rx-Werte und absichtliche Null-Ablehnungen für das erwartete JSON von Coding-Katas oder eingebettete Rechner-Fixtures.

Wie lautet die Wheatstone-Brücken-Formel für den unbekannten Widerstand?

Bei einer abgeglichenen Brücke mit den Verhältniszweigen R1 und R2 und dem bekannten Zweig R3 ist die Unbekannte Rx = (R2 / R1) · R3, aus der Abgleichbedingung R1/R2 = R3/Rx.

Müssen R1, R2 und R3 dieselbe Einheit haben?

Ja. Geben Sie alle drei in Ohm, Kiloohm oder einer beliebigen einheitlichen Einheit an; Rx wird in derselben Einheit zurückgegeben.

Ist der Wheatstone-Brücken-Rechner kostenlos?

Das Browser-Werkzeug ist kostenlos und läuft lokal. API-Aufrufe nutzen Prepaid-KIT-Guthaben zu $0.002 pro erfolgreicher Anfrage; fehlgeschlagene Aufgaben werden nie berechnet.

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