Verlauf der Stromstärke an einer Spule (Funktionsbestimmung)

sfo_89 · Anmeldungsdatum: 18.11.2007 Beiträge: 9

Heey! wir haben einen versuch im unterricht durchgeführt und sollen jetzt die abklingsfunktion bestimmen. Das Problem ist ich habe ungefähr 500 x und 500 y werte als ergebnis. Wie soll ich daraus jetzt die Funktion bestimmen?

Schrödingers Katze · Anmeldungsdatum: 10.07.2005 Beiträge: 695 Wohnort: Leipzig

Möglichkeit 1: Du nimmst nur jeden 50sten Wert, wenn dir eingefallen ist, dass diese Aufgabe zu morgen früh ist (außer ihr habt sonntags Unterricht).
Sonst: Alles brav in Excel oder mehr geeignete Programme einhacken und eine Regression durchführen lassen.
Wonach sieht die Funktion dann aus? Welche Funktionsklasse beschreibt normalerweise solche Vorgänge? Hast du Formeln gegeben, die dir die Bestimmung der Konstanten in der Funktion erlauben (wenn nicht, wäre das vermutlich zu schwer für dich, und du sollst es mal abschätzen oder so).

sfo_89 · Anmeldungsdatum: 18.11.2007 Beiträge: 9

die aufgabe ist zu dienstag ,konnte die nicht vorher machen ,weil ich excel nicht drauf hatte.

ich bin im physik lk 12 ich weis nicht ob das schwer genug ist für uns.

der graph steigt am anfang sehr steil die steigung nimmt langsam dann ab und sinkt wieder steil runter dann nimm die steigung langsam wieder ab und steigt wieder rasant an

hier sind ein paar werte aus dem versuch

t / ms I_A1 / A
0 0,0001
0,1 0
0,2 -0,0001
0,3 -0,0001
0,4 -0,0001
0,5 -0,0001
0,6 -0,0001
0,7 -0,0002
0,8 -0,0002
0,9 -0,0003
1 -0,0003
1,1 -0,0003
1,2 -0,0004
1,3 -0,0004
1,4 -0,0004
1,5 -0,0004
1,6 -0,0005
1,7 -0,0005
1,8 -0,0006
1,9 -0,0006
2 -0,0006
2,1 -0,0006
2,2 -0,0006
2,3 -0,0006
2,4 -0,0006
2,5 -0,0006
2,6 -0,0006
2,7 -0,0006
2,8 -0,0006
2,9 -0,0006
3 -0,0006
3,1 -0,0006
3,2 -0,0006
3,3 -0,0006
3,4 -0,0006
3,5 -0,0006
3,6 -0,0006
3,7 -0,0006
3,8 -0,0006
3,9 -0,0006
4 0,0021
4,1 0,0068
4,2 0,0109
4,3 0,0149
4,4 0,0186
4,5 0,0221
4,6 0,0254
4,7 0,0284
4,8 0,0314
4,9 0,0341
5 0,0367
5,1 0,0393
5,2 0,0416
5,3 0,0439
5,4 0,046
5,5 0,0481
5,6 0,05
5,7 0,0518
5,8 0,0536
5,9 0,0553
6 0,0568
6,1 0,0583
6,2 0,0597
6,3 0,0611
6,4 0,0624
6,5 0,0635
6,6 0,0648
6,7 0,0659
6,8 0,0669
6,9 0,0679
7 0,0688
7,1 0,0698
7,2 0,0706
7,3 0,0714
7,4 0,0722
7,5 0,073
7,6 0,0736
7,7 0,0743
7,8 0,075
7,9 0,0756
8 0,0761
8,1 0,0767
8,2 0,0772
8,3 0,0777
8,4 0,0783
8,5 0,0787

magneto42 · Anmeldungsdatum: 24.06.2007 Beiträge: 854

Die Kurve sieht seltsam aus, irgendwie gar nicht nach einem Abklingvorgang. Die Werte ab 4 haben jedoch einen deutlichen exponentiellen Charakter. Worum ging es denn im Versuch?

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Hast du schon eine Idee, wie eine Gleichung ausehen könnte, die sowas beschreibt ?

sfo_89 · Anmeldungsdatum: 18.11.2007 Beiträge: 9

könntet ihr bede mir sonst ma eben eure email adresse geben ,ich schicke den versuch an euch per email

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Was soll das bringen ?
Es ist wahrscheinlich der Strom durch eine Spule nach dem Einschalten. Es geht ja nur um eine Gleichung, die diese Kurve beschreibt. Wenn du die theoretische Form weisst, kannst du die Parameter anpassen. Aber erst mal musst du draufkommen, wie es von der Theorie her aussieht.

sfo_89 · Anmeldungsdatum: 18.11.2007 Beiträge: 9

das beschreibt ja den stromverlauf bei einem ein-und ausschaltvorgang in einer Spule

und der graph ist eine exponentielle Funktion. aber wie die funktionsgleichung genau ist da weißt ich nicht wie ich bei so vielen werten rechnen soll. bei wenigen werten hatte ich das mit dem taschenrechner gemacht. aber bei so vielen werten kann ich ne ganze nacht lang vor dem taschenrechner sitzen

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

und was weisst du darüber, wie der einschaltstrom einer spule mit widerstand aussieht ? in einer funktionsgleichung meine ich ...

para · Moderator Anmeldungsdatum: 02.10.2004 Beiträge: 2874 Wohnort: Dresden

magneto42 · Anmeldungsdatum: 24.06.2007 Beiträge: 854

Hallo sfo_89.

Habt Ihr denn keine Methoden vorgegeben bekommen um die Werte anzupassen? Meinem Fitprogramm habe ich vier unabhängige Parameter vorgegeben. Mit dem Taschenrechner wird das sicher keinen Spaß bringen.

sfo_89 · Anmeldungsdatum: 18.11.2007 Beiträge: 9

mehr weiß ich auch nicht als diesen versuchsdurchgang

wir hatten halt ne glimmlampe angeschlossen. als wir den transformator eingeschaltet haben ,leuchtete die glimmpalmpe nicht,erst nachdem wir ausgeschaltet haben ,leuchtete die ganz kurz an. wir haben den versuchsdurchgang an den laptop angeschlossen und die werte wurden in den casprogramm übertragen. So mehr weiß ich auch nicht. Ich soll den funktionsverlauf mathematisch beschreiben und die funktionsgleichung bestimmen.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

ja und was wurde gemessen ? du musst dich mit der materie mehr auseinandersetzen. mit der glimmlampe hat dies nur wenig zu tun, die kommt erst beim ausschalten ins spiel. sobald du weisst, wie der theoretische verlauf des stromes nach dem einschalten aussiehst, wird dir @magneto42 sicher liebend gerne seine gefundenen Parameter dafür überlassen. Big Laugh

sfo_89 · Anmeldungsdatum: 18.11.2007 Beiträge: 9

gemessen wurde die zeit in ms und die spannung , das magnetfeld kann es ja nicht sein weil man das magnetfeld nicht messen kann

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

na wenn du die spannung gemessen hast, wieso werden dann die werte in A angegeben?

sfo_89 · Anmeldungsdatum: 18.11.2007 Beiträge: 9

gute frage ! hmm ich weißt es auch nicht genau ich schicke mal eine email an meinem lehrer morgen melde ich mich wieder in diesem thread wieder ,aber es sollte doch eine mathematische gunrdlage geben wie man funktionen bestimmt ,wenn man die werte hat.

Masterchriss · Anmeldungsdatum: 27.12.2004 Beiträge: 95 Wohnort: Köln

Also wenn es nur darum geht wie man eine Funktion an die Messwerte aproximiert, dann ist das mit sicherheit die Einfachste Methode:
http://www.ammu.at/archiv/16/16_4.html
Allerdings brauchst du dafür erst einmal eine Funktion mit der du das vollziehen kannst....

Gruß Chris

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

sfo_89 · Anmeldungsdatum: 18.11.2007 Beiträge: 9

wir hatten ma im physikunterricht halt mit regression gemacht ,aber nicht mit 500 werten :S

unser lehrer selbst meinte auch dass diese hausaufgabe überhaupt nicht leicht wird zum lösen aber er meinte dass er hofft dass wir es herausbekommen wie die funktionsgleichung ist. sonst hatte ich im matheunrerricht behandelt wie man ganzrationalefunktionen bestimmt. bin jetzt grad 12 klasse und hab mathe und physik lk

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Wir reden aneinander vorbei. Selbst wenn du kein Problem damit hättest Messdaten mit Milliarden von Punkten zu verarbeiten, wird es dir nichts nützen, wenn du die Funktion (=das Modell) nicht kennst.

Du must in deinem konkreten Fall wissen, dass der Verlauf ab dem Einschalten gegeben ist (zB) durch das Modell

oder, wenn auch noch eine Nullpunktsverschiebung I1 berücksichtigt werden soll:

Hier drin stecken 3(4) Unbekannte, I0, t0, und die Zeitkonstante

(und der Nullpuktsoffset I1)

Diese Grössen musst du ermitteln !

Du könntest die Mesdaten genausogut nach einer anderen Funktion anpassen, zB nach

und du würdest auch hier Werte für A und

rausbekommen - nur stimmt dann die Anpassung weit weniger als mit der "richtigen" Funktion.

Diese Funktion zu finden und anzuwenden - darum geht es bei dem ganzen Spuk. Nun, wo du die Funktion kennst, ist es ein leichtes, die fehlenden drei Parameter zu finden. Ein wesentlicher Teil der schönen Aufgabe ist damit leider "entwertet", nämlich zu beweisen, dass du(ihr) in der Lage seid, eigenständig zu recherchieren, was mit dem Experiment gemeint ist und wie man die Vorgänge beim Einschalten aufgrund bekannter Grundgesetze modelliert. Schade eigentlich...

Masterchriss · Anmeldungsdatum: 27.12.2004 Beiträge: 95 Wohnort: Köln

Zur Not kann man auch eine Polynomfunktion als Ansatz nehmen und damit den Verlauf der Messwerte Mathematisch beschreiben.

Aber das sollte man nur machen wenn man das Modell das dahinter steht nicht kennt. Besser ist es natürlich wie Schnudl das beschrieben hat.

Gruß Chris

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2902 Wohnort: München

Aus der grafischen Darstellung sieht man:
1. eine weitgehend lineare Aufladung der Spule mit Begrenzung (des Netzgeräts?)
2. eine e-Fkt. sieht eher aus wie die Aufladung eines Kondensators durch die Spule (wie ist die Glimmlampe verschaltet?)

Die Y-Koordinate sieht nicht wie der Spulenstrom aus, der Strom behält doch seine Richtung bei.

Also: Schaltung wäre hilfreich.

sfo_89 · Anmeldungsdatum: 18.11.2007 Beiträge: 9

soo

ich hab mich informiert was die bezeichnung auf der y achse sein soll

l_A1/A bedeutet Strom I ind Ampere

wie kann ich jetzt daraus die funtionsgleichugn berechnen?

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

wer hätte das gedacht ?

...und du meinst, das alleine reicht schon um eine Funktionsgleichung zu bestimmen? Du hattest jetzt einige Tage zeit zu recherchieren, was es mit dem Versuch auf sich hat - und ?

Davon abgesehen, haben wir dir ohnehin schon die Funktionsgleichung hingeschrieben, um die es vermutlich geht. Du musst nun noch die passenden Parameter dafür finden. Die Anpassung ist übrigens ziemlich gut, aber das muss von dir kommen, nicht von uns. Unterstützung kannst du natürlich haben...