Widerstandsänderung bei der Dehnung von Drähten
Karl Nikolas Biedermann, 13 Jahre, Kl. 8, Gymn. (1999)
Die Idee
Greift an einem dünnen Draht eine Kraft an, so vergrößert sich diedie Länge des Drahtes, gleichzeitg nimmt seine Querschnittsfläche ab. Dieses führt zu einer Änderung seines elektrischen Widerstandes, was z.B. bei Dehnungsmessstreifen Anwendung findet.Kurzfassung
Unter dem Einfluss einer Kraft verformt sich das Material, an dem die Kraft angreift. Wirkt diese Kraft in der Längsrichtung eines dünnen Metalldrahtes, so verformt er sich zunächst gemäß dem Hook'schen Gesetz, das heißt, die Längenänderung ist proportional zum Betrag der angreifenden Kraft. Ab einer gewissen Belastung geht diese elastische Verformung in eine plastische Verformung über, bei deren Beendigung der Draht sich nicht mehr auf seine ursprüngliche Länge zusammenziehen kann. Die Dehnung bewirkt gleichzeitig mit der Längenzunahme eine Verkleinerung des Drahtdurchmessers, beides zusammen ergibt einen mit der Größe der Kraft zunehmenden elektrischen Widerstand. Auf diese Weise können mit geeigneten Anordnungen Kräfte oder Verformungen von Festkörpern durch eine Widerstandsmessung erfasst werden (Dehnungsmessstreifen).
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| Versuchsaufbau zur Dehnungsmessung von Drähten |