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Universität/Hochschule Systematischen Fehler berücksichtigen
peleusball
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  Themenstart: 2021-04-26

Hallo, Ich habe folgendes Problem: ich soll einen Physikversuch auswerten, bei dem ich den Ohmschen Widerstand aus einer gegebenen Stromspannung (10,1V) und dazu gemessenen verschiedenen Stromstärken (864 Mikroampere, 714 Mikroampere, 639 Mikroampere, 624 Mikroampere) ausrechnen soll. Bei Beginn der Messung ist jedoch ein systematischer Fehler passiert: nämlich zeigte das Multimeter bereits eine Spannung von 0,5 Mikroampere obwohl noch kein Strom lief. Ich bin mir nun unsicher, ob ich diesen Fehler von meinen Messwerten abziehen darf oder nicht. Würde ich dies tun, würde ich ja eine signifikante Stelle mehr in meinen Messwerten haben und so eine genauere Messung vortäuschen. Behalte ich den Fehler aber drin, dann pflanzt er sich ja im Laufe der weiteren Rechnungen fort und würde die Richtigkeit meiner Endergebnisse beeinträchtigen. Vielen Dank schonmal im Voraus


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Caban
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  Beitrag No.1, eingetragen 2021-04-26

Hallo Ich würde bei zwei Werten 1mA abziehen, bei den anderen beiden nichts abziehen. Dadurch wird der Fehler im Mittel ausgeglichen. Gruß Caban


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Spock
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  Beitrag No.2, eingetragen 2021-04-26

Hallo, und herzlich Willkommen im Physikforum von Matroids Planet! \quoteon(2021-04-26 19:20 - peleusball im Themenstart) ... nämlich zeigte das Multimeter bereits eine Spannung von 0,5 Mikroampere obwohl noch kein Strom lief. ... \quoteoff Die physikalische SI-Einheit der Spannung ist Volt, die des Stromes Ampere. Du solltest vielleicht etwas genauer Deinen Versuch beschreiben. Wenn es um das Ohmsche Gesetz geht, und Du variierst den Strom, dann bleibt die Spannung nicht konstant, bzw. umgekehrt: Wenn Du verschiedene Spannungen einstellst, erhälst Du verschiedene Ströme. Was Deine Frage angeht: Grundsätzlich ist es legitim, systematische Fehler, sofern sie bekannt sind, gleich an den Meßergebnissen zu korrigieren. Wenn ich mit meiner Vermutung richtig liege, und es geht um das Ohmsche Gesetz, bei dem Du aus Wertepaaren (Spannung,Strom) den Widerstand bestimmen sollst, dann bietet sich ein Regressionsverfahren an. Wenn man bei der Modellgleichung einen Offset zuläßt, spielt ein konstanter systematischer Fehler bei der abhängigen Meßgröße keine Rolle für den zu bestimmenden Regressionsparameter "Steigung". Grüße Juergen [Die Antwort wurde vor Beitrag No.1 begonnen.]


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peleusball
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  Beitrag No.3, vom Themenstarter, eingetragen 2021-04-27

Hallo Jürgen, Danke für Deine schnelle Antwort. Zu Deinem ersten Punkt: Ja, das war mein Fehler, ich meinte natürlich eine StromSTÄRKE von 0,5 Mikroampere. Also mein Versuchsaufbau sieht wie folgt aus: Ich habe ein Voltmeter, das auf 10,1V eingestellt ist. Daran angeschlossen sind ein unbekannter Widerstand (ca. 15 Kilo-Ohm) und ein Analog-Multimeter (misst die Spannung in Volt) in Parallelschaltung zu einander angeschlossen. Weiterhin ist auch noch ein Digitalmultimeter (misst die Stromstärke in Mikroampere) in Reihenschaltung zum Widerstand und Analogmultimeter angeschlossen. Jetzt wird der Messbereich des Analogmultimeters verändert (zuerst 12V, dann 30V, dann 120V, dann 300V) die Spannung die vom Netzteil ausgeht bleibt dabei aber immer bei 10,1V. Mit jeder Änderung des Messbereichs des Analogmultimeters ändert sich auch die gemessene Stromstärke (864 Mikroampere, 714 Mikroampere, 639 Mikroampere, 624 Mikroampere). Ich soll nun unter Berücksichtigung des Innenwiderstands des Analogmultimeters (dieser verändert sich mit jeder Veränderung des Messbereichs) den Ohmschen Widerstand für jede meiner Messungen berechnen. Dafür soll ich die Formel Rx = U / ( I - U / Riw ) verwenden. Ich weiß leider nicht genau was ein Regressionverfahren ist, es sieht jedoch nach einer Form der graphischen Auswertung aus. Dies ist für mich bei dieser Aufgabe leider keine Option, da explizit nur eine rechnerische Auswertung gefordert ist; sprich ich soll meine 4 Widerstände ausrechnen und die Ergebnisse dann einfach vergleichen. Jetzt bin ich einfach nur unsicher ob ich meine gemessenen Werte in die oben genannte Formel einsetzen soll oder vorher den systematischen Fehler abziehen darf. Gruß Imke


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peleusball
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  Beitrag No.4, vom Themenstarter, eingetragen 2021-04-27

Hallo Caban, auch Dir danke ich für deine Antwort. Ein guter Vorschlag, für mich in diesem Fall jedoch keine Option, da ich keinen Mittelwert meiner 4 Ergebnisse bilden soll, sondern nur die 4 ermittelten Widerstände miteinander vergleichen soll. Gruß Imke


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Caban
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  Beitrag No.5, eingetragen 2021-04-27

Hallo Ich würde die Gleichung nach U umstellen. Über den Anstieg solltest du R bestimmen können. Gruß Caban


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