Excel-Diagramm..?! an die Physik- und PC-Cracks

Piccolina91 · 17 Dezember 2007

Hallo ihr Lieben,

die Physik- und PC-Cracks unter euch werden jetzt bestimmt lachen, dass ich wgeen sowas frag, aber ich kann sowas nunmal nicht und deshalb frag ich hier.

Und zwar muss ich bis morgen(!! ich weiß, etwas spät..) mein Physik-Praktikum aus der Schule schriftlich auswerten, am PC..
Wir haben dort irgendwie ein Widerstandsbrett, ein Netzgerät, 2 Multimeter und 5 Kabel aneinander geschlossen und für jeden Draht des Widerstandsbretts die Drahtlänge und die Querschnittsfläche notiert und eine Messreihe von 5 versch. zusammengehörigen Strom- und Spannungswerten aufgenommen.
Daraus mussten wir dann den mittleren Widerstand des jeweiligen Drahts ausrechnen, das hab ich ja gerade noch so hinbekommen, aber die nächste Aufgabe lautet:

b)Zecihne für einen Draht ein I-U-Diagramm mit Fehlerbalken bei Excel.
Und:
c) Erstelle mit den mittleren Widerständen Rm aus a) für Drähte mit gleicher Querschnittsfläche A und verschiedener Länge l ein l-Rm-Diagramm und für Drähte mit gleicher Länge l und verschiedenem Querschnitt A ein A-Rm-Diagramm. (beides wieder bei Excel)
Welche Schlussfolgerung kann man daraus ziehen?

Ich versteh wirklich nicht, was ich machen soll und mit Excel und diesen Tabellen komm ich eh nicht klar.. Wäre nett, wenn mir jemand helfen könnte!

Danke schonmal :herz:

Wenn jmd die Werte braucht, stell ich diese auch noch gerne rein..

banane0815 · 17 Dezember 2007

b) Zeichne ein Diagramm mit der Stromstärke I auf der y- und der Spannung U auf der x-Achse
Messwerte in die Tabelle eintragen: z.B. 1. Spalte (A): Spannung (Werte untereinanderschreiben)
2. Spalte(B): Stromstärke: (natürlich immer in der gleichen Zeile wie die dazugehörige Spannung
Alle Zellen markieren, Diagramm-Symbol anklicken und dich durch den Assistenten hangeln (da kann ich dir nicht weiter helfen, weil ich selbst schon lange nicht mehr mit Excel, sondern mit Open Office arbeite)

c) Hier kommt dann die 3. Spalte (C): Trage in die erste Zeile, in der Messwerte stehen (das ist jetzt bei mir mal die 2. Zeile, weil in der 1. noch Überschriften für die Spalten stehen könnten) folgendes ein: "=A2/B2" (ohne Anführungszeichen). Damit berechnest du den Widerstand: R = U/I
Entsprechend Formel in die Zellen drunter kopieren.

Dann unter den ganzen Widerständen eine Zelle mit "=MITTELWERT(C2;Cn)" (n ist die letzte Zeile, in der Messwerte sind). Das ist dann dein mittlerer Widerstand Rm

Das für alle Messungen machen und dann eine wietere Tabelle mit 2 Spalten machen (für das L-Rm-Diagramm):
1. Spalte: Länge l
2. Spalte: zugehöriger mittlerer Widerstand aus vorheriger Berechnung Rm
Dann wie bei Teil b) ein Diagramm machen.

Genau so auch das A-Rm-Diagramm machen.

Ich hoffe mal, ich konnte dir damit weiter helfen.

Wenn du auch jetzt meiner Erklärung nicht folgen kannst, klappt das wohl heute Abend nicht mehr

- Dann brauchst du zuerst mal einen Excel-Kurs.

physicist · 17 Dezember 2007

Geht es dir nun um die Physik dabei und die Schlussfolgerungen, die du aus deinen Daten ziehen kannst (bzw. sollst) oder nur darum, wie man das mit Excel umsetzt?

Also zu den Aufgaben kann ich dir kurz ein paar Hinweise aufschreiben, aber davon wie man das mit Excel umsetzt, hab ich keine Ahnung, da es für sowas (zum Glück!) auch noch besser geeignete Software gibt. (z.B. Matlab)

b) I-U-Diagramm: Du hast zu einem Draht fünf Wertepaare bestehend aus Strom und Spannung gemessen. Die als Punkte in ein Diagramm einzutragen, dürfte dir einleuchten, oder? Ich vermute, du sollst U auf der waagerechten Achse auftragen, I auf der Senkrechten. Vermutlich habt ihr die Spannung U irgendwie auf einen bestimmten Wert eingestellt und anschließend den Strom I, der dann fliesst, gemessen. Diese Messung hat natürlich eine gewisse Ungenauigkeit und hier kommen die "Fehlerbalken" ins Spiel: Genaugenommen weißt du durch die Messungenauigkeit ja garnicht, wo der Punkt hingehört, er könnte ja auch etwas tiefer oder höher sein. Das Wird durch einen senkrechten Balken veranschaulicht, wobei die Länge des Balkens ausgehend vom gemessenen Wert jeweils um den maximal möglichen Fehler nach oben und unten geht. Wie groß dieser Fehler anzunehmen ist, solltet ihr im Unterricht besprochen/vereinbart haben. Eine Simmvolle annahme wäre bei einem Drehspulinstrument z.B. der Abstand zwischen zwei Strichen auf der Anzeige-Skala.

c) Du suchst dir eben die Messwerte von den Drähten raus, die die geforderten Bedingungen erfüllen (einmal alle mit gleicher Länge und einmal alle mit gleichem Querschnitt, wenn es da mehrere Möglichkeiten gibt, nimm die, wo do die meisten Werte bekommst). Die Diagramme sollten kein größeres Problem sein, wenn du erstmal die passenden Werte raussortiert hast.
Die Schlussfolgerungen, die du daraus ziehen sollst, werden sein, dass der Wiederstand proportional zur Länge des Drahtes ist und proportional zum Kehrwert des Querschnitts. Das kannst du daran erkennen, dass die Messwerte im l-Rm-Diagramm auf einer Geraden mit positiver Steigung liegen sollten (also bei größerem l auch größeres Rm) und die im A-R-Diagramm auf einer Geraden mit negativer Steigung (also bei größerem A kleineres Rm)

Ich hoffe das hilft etwas weiter, wie das nun genau in Excel umgesetzt wird, erklärt besser jemand, der das öfter benutzt als ich.

Piccolina91 · 17 Dezember 2007

Hallo banane,
vielen Dank für deine ausführliche Beschreibung.
Das mit dem ersten Diagramm hab ich jetzt soweit hinbekommen, außer dass aus dem fertigen Diagramm keine Gerade oder sowas in der Art eingezeichnet ist.

Es stehen eben nur die Werte dran, aber keine Linie o.ä. ist eingezeichnet.. Woran liegt das denn?
Oder muss ich das selbst einzeichnen? Normalerweise macht das aber doch der PC oder nicht?

physicist schrieb:
Geht es dir nun um die Physik dabei und die Schlussfolgerungen, die du aus deinen Daten ziehen kannst (bzw. sollst) oder nur darum, wie man das mit Excel umsetzt?

Also zu den Aufgaben kann ich dir kurz ein paar Hinweise aufschreiben, aber davon wie man das mit Excel umsetzt, hab ich keine Ahnung, da es für sowas (zum Glück!) auch noch besser geeignete Software gibt. (z.B. Matlab)

b) I-U-Diagramm: Du hast zu einem Draht fünf Wertepaare bestehend aus Strom und Spannung gemessen. Die als Punkte in ein Diagramm einzutragen, dürfte dir einleuchten, oder? Ich vermute, du sollst U auf der waagerechten Achse auftragen, I auf der Senkrechten. Vermutlich habt ihr die Spannung U irgendwie auf einen bestimmten Wert eingestellt und anschließend den Strom I, der dann fliesst, gemessen. Diese Messung hat natürlich eine gewisse Ungenauigkeit und hier kommen die "Fehlerbalken" ins Spiel: Genaugenommen weißt du durch die Messungenauigkeit ja garnicht, wo der Punkt hingehört, er könnte ja auch etwas tiefer oder höher sein. Das Wird durch einen senkrechten Balken veranschaulicht, wobei die Länge des Balkens ausgehend vom gemessenen Wert jeweils um den maximal möglichen Fehler nach oben und unten geht. Wie groß dieser Fehler anzunehmen ist, solltet ihr im Unterricht besprochen/vereinbart haben. Eine Simmvolle annahme wäre bei einem Drehspulinstrument z.B. der Abstand zwischen zwei Strichen auf der Anzeige-Skala.

c) Du suchst dir eben die Messwerte von den Drähten raus, die die geforderten Bedingungen erfüllen (einmal alle mit gleicher Länge und einmal alle mit gleichem Querschnitt, wenn es da mehrere Möglichkeiten gibt, nimm die, wo do die meisten Werte bekommst). Die Diagramme sollten kein größeres Problem sein, wenn du erstmal die passenden Werte raussortiert hast.
Die Schlussfolgerungen, die du daraus ziehen sollst, werden sein, dass der Wiederstand proportional zur Länge des Drahtes ist und proportional zum Kehrwert des Querschnitts. Das kannst du daran erkennen, dass die Messwerte im l-Rm-Diagramm auf einer Geraden mit positiver Steigung liegen sollten (also bei größerem l auch größeres Rm) und die im A-R-Diagramm auf einer Geraden mit negativer Steigung (also bei größerem A kleineres Rm)

Ich hoffe das hilft etwas weiter, wie das nun genau in Excel umgesetzt wird, erklärt besser jemand, der das öfter benutzt als ich.

Vielen lieben Dank, auch wenn du mir das mit Excel nicht genauer erklären konntest; das Physikalische an sich versteh ich jetzt auf jeden Fall schon etwas besser und deine Schlussfolgerung hat mir auch für mein Protokoll weitergeholfen.

Danke, dass du das so professionell und doch verständlich erklärt hast!

physicist · 17 Dezember 2007

Wie sieht es denn gerade aus? Hast du jeweils ein kleines Kreuz oder sowas da, wo die Messwerte in Diagramm hingehören? Wenn ja: Genau so gehört das! Die mit Linien zu verbinden ist relativ nutzlos, da die Kreuze das einzige sind, was du gemessen hast und die Punkte mit Linien zu verbinden ist also reine Spekulation. Wenn du weißt, dass die beiden aufgetragenen größen proportional zueinander sein sollten, also alle Punkte auf einer Geraden liegen sollten, dann kannst du ein Lineal nehmen und eine Gerade einzeichnen, die durch den Nullpunkt geht und von allen Werten möglichst wenig abweicht. Das geht natürlich auch rechnerisch und am PC, aber falls Excel dafür nicht schon selber die passende Funktion mitbringt, dann wäre das jetzt zu kompliziert (Stichworte für die Excel-Experten: Ausgleichsgerade, Lineare-Regression)

Piccolina91 · 17 Dezember 2007

Nein, nichts, es ist nur die Beschriftung vorhanden also I an der y- und U an der x-Achse und die Werte habe ich auch alle eingegeben, markiert und dann au das Diagrammsymbol geklickt und jetzt hab ich praktisch ein leeres Schaublid, ohne eingezeichnete Punkte oder eine Gerade, nur die Beschriftungen an den Achsen..