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Magnetfeld eines Stromleiters: Experiment- Protokoll

Frage: Magnetfeld eines Stromleiters: Experiment- Protokoll
(6 Antworten)


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Hallo, Haben in Physik ein Versuch zu diesem Thema gemacht und hab jetzt ein paar Fragen. Ich beschreibe mal  kurz worin es in diesem Versuch ging.

Aufgabenstellung:
  Untersuche, in wie fern die magnetischeInduktion vom Abstand zu einem stromdurchflossenes Draht abhängt.  
 Versuchsbeschreibung: Die für den Versuch benötigten Materialien sind: Netzgerät, Steckbaukasten, Messingdraht Multimeter,Lineal (oder Maßband), Stecker mit Krokoklemmen, Smartphone- App fürMagnetfeldmessung, Bücher zum Stapeln Als erstes haben wir eine Reihenschaltung aufgebaut.
Hierbei haben wir den Messingdraht ü ber die volle Länge des Steckbretts mittels Krokoklemmen eingespannt. Den Schalter ebenfalls miteinbauen. Anschließend haben wir das Netzgerät und den Multimeter für die Messung der Stromstärke angeschlossen. Wir mussten darauf achten, dass das Netzgerät auf Minimalspannung eingestellt war. Zum Schluss das Smartphone unterhalb des Drahtes platzieren und mit Hilfe der Bücher den Abstand zum Draht verringern. Das Handy sollte den Draht allerdings nicht berühren. Nachdem alles fertig aufgebaut war, haben wir die Stromstärke und die magnetische Induktion gemessen.

Meine gemessenen Ergebnisse: Stromstärke war immer so ca. zwischen 1.7 und 1.79 
Abstand r [cm]  Magn. Induktion B [µT]
1                               13
2                               11
3                                9
4                                7
5                                7
6                                6
7                                6

die Formel für Magnetische Induktion: B= μ/2∙π I/
Wenn ich in dieser Formel einsetze kommt bei mir folgendes raus: (I=1.75)
Abstand r  Magn. Induktion B [µT] 
1                    35
2                    17.5
3                    11.67
4                    8.75
5                    7
6                    5.85
7                    5

Hoffe das ich das richtig gerechnet hab..
Und jetzt meine Frage: In wie Fern weichen diese Werte von der der Literatur ab? In wie Fern können Abweichungen entstehen? also welche Faktoren spielen da eine Rolle? (vlt. weil es nicht immer die gleiche Stromstärke war?) und warum ist da so ein großer Unterschied beim Abstand 1 und 2 cm?
Frage von Lia211 | am 13.12.2014 - 20:04


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Antwort von v_love | 13.12.2014 - 22:12
erstmal stellt sich die frage wie genau der abstand gemessen wurde. messung mit lineal heißt für mich: mindestens 1mm fehler auf die länge, insbesondere bei kleinen abständen bedeutet das einen rel hohen relativen fehler: Delta B/B=Delta r/r>=10% bei r=1cm.


weiterhin ist " Smartphone- App fürMagnetfeldmessung " wohl ein schlechter Scherz. ich kenne mich zwar nicht mit der verwendeten technik aus, aber einen 50% fehler könnte man da vielleicht schon einrechnen. vor allem wird das sehr von der orientierung des geräts zum magnetfeld abhängen. außerdem stelle ich mir die frage, wie man da den abstand misst? die genaue position des sensors ist wohl unbekannt. also kann man für den fehler Delta r wohl mehr als 1mm annehmen, geht wohl in richtung 1cm. 


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Antwort von Lia211 | 13.12.2014 - 23:06
Das mit der Smartphone App für Magnetmessung ist kein Scherz nein. Mein Prof. hat gesagt, dass wir es damit messen sollen und das die App gar nicht so schlecht ist.. und den Abstand haben wir mit einem Lineal gemessen. Also vom Draht bis zum Handy und das halt so genau wir Möglich, aber Abweichungen könnten da schon passiert sein.. 
Also kann ich bei meinem Protokoll schreiben dass die Abweichungen der Werte darauf zurückzuführen sind, dass Ungenauigkeiten beim Messen des Abstands passiert sind? und das es auch nicht immer die gleich Stromstärke war? 
Ist noch was zu berücksichtigen? 


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Antwort von v_love | 13.12.2014 - 23:46
die ungenauigkeit in der stromstärke liefert keinen großen beitrag (vielleicht 2.5-5%) und schon gar keinen der die große abweichung bei geringen abständen erklärt.
wie auch immer, wenn man mit einem "smart phone" misst, ist der wissenschaftliche wert der messergebnisse zu hinterfragen. wie z.b. misst du den abstand? das ding ist ja nicht punktförmig. da müsstest du schon herausfinden, wo sich der sensor befindet.


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Antwort von Lia211 | 14.12.2014 - 00:04
Wo genau der Magnetsensor beim Handy ist  wussten wir nicht. Wir haben einfach immer von der Mitte des Displays zum Draht hin gemessen. Okay dann ist das sozusagen das größte Problem. Wenn die Stromstärke nicht so viel ausmacht ist da noch etwas was die Abweichungen erklärt? Oder einfach Nur wegen den falschen Abständen? 


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Antwort von v_love | 14.12.2014 - 01:20
da ich beim versuch nicht dabei war, kann ich schlecht beurteilen was ihr für fehler, im wahrsten sinne, gemacht habt.
die tatsache, dass gerade bei kleinen abständen die abweichung groß ist, spricht für eine SYSTEMATISCH falsche abstandsmessung, da wie bereits erwähnt der rel. fehler mit delta r skaliert.
weiß auch nicht, wie groß die messgenauigkeit des sensors ist. sollte das gerät nur ganzzahlige werte in muT angeben, ist der fehler im magnetfeld sowieso mindestens 1digit=1muT.


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Antwort von Lia211 | 14.12.2014 - 10:44
Okay passt danke! Und ja der Sensor gibt nur ganzzahlige Werte an.^^

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