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Messfehler & signifikante Stellen


Regeln:
Allgemein:

  1. Angegebene Werte wurden auf die letzte Stelle gerundet
  2. Bis zum gefragtem Endergebnis muss mit voller Taschenrechnergenauigkeit gerechnet werden
  3. Ergebnisse werden mit um eins höheren Anzahl an signifikanten Stellen angegeben als die Messgröße mit geringster Anzahl an signifikanten Stellen

Bei expliziter Betrachtung von Messunsicherheiten:

  1. Es werden relative und absolute Messunsicherheiten berechnet
  2. Diese werden mit zwei signifikanten Stellen angegeben und werden immer aufgerundet
  3. Das Endergebnis wird mit der gleichen Anzahl an Dezimalstellen wie ihre absolute Unsicherheit angegeben

Beispiel:
Gegeben:
\( F = 15,1 mN \)
\( I = 5,64 A \)
\( s = 4,0 cm \)

Gesucht:
\( B = \frac{F}{I \cdot s} \)

Rechnung:
\( B \approx 0,066932624... T \)

Ohne Betrachtung von Messunsicherheiten:
\( s \) ist mit zwei signifikanten Stellen angegeben und hat somit die wenigsten signifikanten Stellen. Folglich wird das Ergebnis mit drei signifikanten Stellen angegeben:

\( B \approx 66,9 mT \)

Mit Betrachtung von Messunsicherheiten:
Berechnen des prozentualen Messfehlers aller angegebenen Größen. Durch die zuvor genannte Rundung von Größen entsteht eine Abweichung des genauen Wertes:
\( F = 15,1 mN \rightarrow \Delta F= 0,05 mN \), somit \( \frac{\Delta F}{F} = \frac{0,05mN}{15,1mN} \approx 0,00332 \)
\( I = 5,64 A \rightarrow \Delta I= 5 mA \), somit \( \frac{\Delta I}{I} = \frac{5mA}{5,64A} \approx 0,000887 \)
\( s = 4,0cm \rightarrow \Delta s= 0,5mm \), somit \( \frac{\Delta s}{s} = \frac{4cm}{0,5mm} \approx 0,0125 \)

Folglich ist die Messunsicherheit der Länge (1,25%) am größten.
\( B \cdot 0,0125 = \Delta B \rightarrow 0,0669...T \cdot 0,0125 \approx 0,837 mT \)

Da wir die Messunsicherheiten immer mit zwei signifikanten Stellen angeben, kommen wir auf folgendes Ergebnis:
\( B \approx 66,93mT \pm 0,84 \rightarrow B \approx 66,93(84) mT \)


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