FİZİK-II LABORATUVARI

Transkript

1 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 Öğrencinin: Adı Soyadı : Numarası : Deney Grubu :

2 FİZİK BÖLÜMÜ LABORATUVAR KURALLARI ) Deney başlangıç saatinden 0 dakikadan daha geç gelenler ve deney föyü olmayanlar o laboratuar çalışmasına alınmaz. ) Her öğrenci o gün yapacağı deneye hazırlıklı gelmek zorundadır. Deney öncesi öğrencilere yapacakları deneylerle ilgili sözlü ve yazılı sorulardan oluşan bir ön sınav uygulanabilir. Bu sınavın değerlendirmesi raporla birlikte yapılır. 3) Her öğrenci deney malzemelerini iyi kullanmak ve kollamakla yükümlü olup, kişisel kusuru ile vereceği ziyanı tazmin eder. Deney sonrasında masalar düzenli ve temiz hale getirilecek ve masa üzerinde hiçbir çöp, kağıt, silgi artığı vb. bırakılmayacaktır. 4) Deney sonunda her kişi yapmış olduğu deneyle ilgili bir protokol verecektir. Bu protokol aynı zamanda yoklama yerine de geçecektir. 5) Her öğrenci yaptığı deneyle ilgili raporunu bireysel olarak hazırlayacak ve plastik bir dosya içinde bir sonraki deney çalışması gününde getirecektir. Daha sonra getirilen raporlar kabul edilmeyecektir. Ayrıca, öğrenciler girmedikleri deneyin raporunu veremezler (Öğrenci girmemiş olduğu deneylerden de sınavlarda sorumludur). 6) Raporlar 00 not üzerinden değerlendirilecek ve değerlendirmede raporun kuramsal bilgisi, düzen ve görünümü, doğruluğu, grafik çizimi ve yapılması gereken açıklamalar dikkate alınacaktır. Rapor ve quiz not ortalamalarının %30 u dönemsonu sınav notuna etki ettirilecektir: DönemSonuNotu = [AraSınavın %30 u] + [(Rapor Ortalamasının %30 u) + (Final Sınavı Notunun %70 i)] 7) Her öğrenciye yasal olarak (fakülte yönetim kurulunca) kabul edilmiş mazeretleri dışında ilgili laboratuar koşullarına göre veya deney telafi hakkı verilecektir. Öğrenciler telafi deneyi için de bir rapor hazırlayacaktır. 8) Deney çalışmalarının %0 sinden ( deney) daha fazlasına girmeyen öğrenciler direkt olarak o laboratuardan devamsızlıktan kalırlar. 9) Öğrenciler laboratuar görevlilerinin belirlediği günlerde ve onların gözetiminde serbest çalışma yapabilirler. 0) Arasınav(lar) yazılı, dönem sonu sınavı deneysel uygulamalı olarak yaptırılacaktır. DİKKAT : Hem Arasınavda hem de Dönemsonu sınavında yanınızda milimetrik kağıt, cetvel ve hesap makinası bulundurunuz. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0

3 RAPORLARIN HAZIRLANMASINDA DİKKAT EDİLMESİ GEREKENLER Rapor temiz bir A4 ebadında kağıda kurşunkalem ve renkli kurşunkalemle düzgün ve okunaklı olarak yazılmalıdır. Raporun görünümünü bozacak silinti, kazıntı ve lekeler olamamalıdır. Yapılan deneyle ilgili bazı teorik bilgiler deney föyü haricindeki kaynaklardan araştırılarak özet halinde raporun başına yazılmalıdır. Yapılan deneyle ilgili şekiller düzgün olarak ve özenilerek çizilmeli ve deneyin yapılış aşamaları ve bulunan sonuçlar açık bir şekilde ifade edilmelidir. Sonuçlar ile ilgili yorumlar ve karşılaştırmalar yapılmalıdır. Bir değişim serisi gösteren sonuçlar düzgün tablolar şeklinde sunulmalı ve tablodaki sonuçların sadece - tanesi için yapılan matematiksel işlemler açıkça gösterilmelidir. GRAFİK ÇİZİLMESİNDE DİKKAT EDİLMESİ GEREKENLER Deney grafikleri elde edilen sonuçlara bağlı olarak milimetrik veya logaritmik kağıtlara çizilmelidir. Çizimlerde kesinlikle tükenmez kalem kullanılmamalıdır. Grafik eksenleri çizimi en açık ve kağıt üzerinde en geniş şekilde gösterecek biçimde ölçeklendirilmelidir. Her bir deneysel veri, kağıt üzerinde + gibi sembollerle işaretlenmelidir. Ancak noktalardan eksenlere çizgilerle taşınmamalıdır. Sadece grafik üzerindeki bazı özel ve anlamlı noktalar çizgilerle yan eksenlere taşınarak değerleri eksenler üzerinde belirtilir. Deney veya hesap verilerini temsil eden noktalar üzerinden geçen ortalama bir eğri çizilmelidir. Her noktadan geçen kırıklı çizgiler kullanılmamalıdır. Grafik eksenlerinin ve çizilen grafik eğrisinin isim ve birimleri bunların yanına yazılmalıdır. Birden fazla eğri içeren grafiklerde farklı renklerde ve sembollerde gösterimler kullanılmalı ve her bir eğrinin kime ait olduğu diğerleriyle karışmayacak biçimde ifade edilmelidir. Örnek grafikler: 5 rezonans eğrisi cc Su içeren örnekler örnek çıkış voltajı (Volt) yarı güç noktaları Işık Şiddeti, I tr örnek örnek Kuruma süresi, t (saat) Frekans (khz) TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 0.0

4 Örnek Rapor: Ad Soyad: Deney Tarihi: No: Grup No: Deney Kodu ve İsmi: ÖN BİLGİ: (Deney föyünde verilen bilgiler kesinlikle tekrarlanmamalıdır. Bunu yerine deneyin amacının ve içeriğinin anlaşıldığını gösteren özet bilgi, gerekliyse başka kaynaklara başvurularak sunulmalıdır.) DENEYSEL ÇALIŞMA: (Aşağıdaki konulara dikkat edilerek hazırlanmalıdır:) ) Genel olarak deney raporu, bu laboratuvar çalışmasına katılmamış ya da bu konu hakkında fazla bilgi sahibi olmayan bir jürinin değerlendireceği tarzda hazırlanmalıdır. ) Deneyin yapılışı, var ise şekiller ile gösterilmeli ve anlatılmalıdır. 3) Deney verileri fazla ise, düzenli bir tablo olarak düzenlenmelidir. Sunulan veriler birimler ve bunların katlarına dikkat edilerek uygun biçimde ifade edilmelidir. 4) Grafikler ayrı bir milimetrik ya da logaritmik kağıda, grafik çizim kurallarına uygun olarak çizilip rapora eklenmelidir. 5) Deney sonuçlarının hesaplanması için gereken işlemler açık ve doğru biçimde gösterilmeli ve yorumlanmalıdır. 6) Hesaplanan sonuçlar bir seri halinde ve fazla sayıda ise tablo şeklinde sunulmalıdır. Tablodaki - sonuç için kullanılan hesaplama tekniğinin ayrıntılı olarak gösterilmesi yeterlidir. 7) Raporun hazırlanmasına, kullanılan yazının düzgünlüğüne ve sayfaların düzenlenmesine çok özen gösterilmelidir. Raporun değerlendirilmesinde bilgilerin doğruluğu yanında önemli bir oranda, görünüm ve orijinalliğe de not verilecektir. 8) Her rapor mutlaka bireysel olarak hazırlanmalı, başkalarından alıntı yapılmamalıdır. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 3

5 GİRİŞ ÖLÇME VE ÖLÇÜ ALETLERİ: Bir deneyde, gözlem yapılan sistemi uyaran düzenekler ve sistemin bu uyarıya tepkisini gözleyen düzenekler bulunur. Günümüzde değişik büyüklüklerin ölçülmesi' elektronik ölçme biçimine dönüşmektedir. En basiti, tartma işlemi bile artık elektronik terazilerle yapılmaktadır. Uyaran düzeneklere elektronikte genellikle kaynak adı verilir. Kaynaklar, yarattıkları uyarımın cinsine ve özelliğine göre adlandırılır, "doğru gerilimkaynağı" veya "alternatif akım kaynağı" vb. Elektronik ölçme, ölçülecek büyüklükle orantılı bir akım veya gerilim oluşturulması ve bunun gözlenebilecek hale getirilmesi işlemidir. Tarihsel olarak pek çok yöntem kullanılmıştır. Ancak günümüzde yaygın olarak kullanılan iki yöntem vardır. ) Orantılı (analog) ölçme: a) Döner çerçeveli aletler: Genellikle akım ile ölçme yapılır. Ölçülecek akım veya bununla orantılı kuvvetlendirilmiş halinin, magnetik alana etkileşmesi sonucu, bir döner çerçevenin dönme açısı yardımı ile ölçme yapılır. Galvanometre,' orantılı multimetre v.b. aletler bu sistemle çalışırlar. b) Elektron demetli aletler: Ölçülecek akım veya gerilim kuvvetlendirilerek orantılı bir elektrik alan haline getirilir. Hızlandırılmış elektron demetinin bu alan içindeki sapma miktarı yardımı ile ölçme yapılır. Osiloskop v.b. aletler bu sisteme göre çalışır. ) Sayısal (digital) ölçme: Genellikle gerilim ile ölçme yapılır. Ölçülecek gerilim ile bir kondansatör doldurulur ve sabit bir akım ile boşaltılır. Yüksek frekanslı bir saatin (atma üreteci), bu boşalma süresinde kaç atma verdiği sayılır ve bu sayı bir ekrana aktarılır. Elektrik devrelerinde genellikle iki büyüklük ölçmeye esas alınır "akım" ve "gerilim", Bu büyüklükleri ölçmeye ayarlanan aletlerin özellikleri ve kullanım biçimleri farklıdır. Akım ölçme: Akım ölçen alet (ampermetre) genellikle devre kesilerek araya bağlanır. Devrede önemli bir değişiklik olmaması için ampermetrenin iç direncinin devredeki diğer dirençlere göre çok küçük olması istenir. Gerilim ölçme : Gerilim ölçen alet (voltmetre) devre kesilmeden iki nokta arasına bağlanır. Devrede önemli bir değişikliğe neden olmaması için voltmetrenin iç direncinin devredeki diğer dirençlere göre çok büyük olması istenir. Ampermetre ve voltmetrenin bir ana ölçü birimi vardır ki bunlar genellikle aletin ölçebileceği en küçük değere ayarlıdır. Örneğin 00 μa, 00 mv gibi. Ampermetrelerde paralel, voltmetrelerde seri dirençlerin kademeli olarak kullanılmasıyla ölçme alanları genişletilebilir. Döner çerçeveli aletlerde, değişik ölçme kademeleri, aralarında gruplandırılır. Örneğin 0, ve 0. - l0 gibi iki grup olduğunu varsayalım. Bu iki grubun her biri ortak bir ölçme eşeli kullanır. Genellikle böyle bir alet için biri tüm ölçek 6 diğeri tüm ölçek TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 4

6 0 olan iki eşel vardır. İbrenin gösterdiği sayı uygun eşelden okunup kullanılan kademeye bağlı olarak 0 un kat veya askatları ile çarpılarak okunur. Okuma duyarlılığı eşel üzerindeki en yakın iki çizginin yarısı kadardır. Aletin doğruluğu, yapımcı tarafından (% olarak sınıflar şeklinde verilir) 0, sınıfı, sınıfı,,5 sınıfı gibi. Orantılı voltmetrelerde dikkat edilecek ikinci bir nokta aletin iç direncinin değişik kademelerde farklı olmasıdır. Bu genellikle ekranın bir köşesinde, örneğin " 30 kω/v "gibi yazılıdır. Böyle bir alet 6V kademesinde ölçme yapıyorsa iç direnci 6x30 = 80 kω dur. Sayısal aletlerde değişik kademeler olmakla birlikte bir tek ekran vardır ve genellikle kademeler bir birlerinin 0 katı veya askatı olacak şekilde düzenlenmişlerdir. Ölçme duyarlıkları ± son rakam, doğrulukları ise genellikle ± veya 5 son rakam şeklinde olur. Çok özel aletler dışında, genellikle her kademede iç dirençleri 0 MΩ dur. Gerek orantılı gerekse sayısal ölçme aletlerinde akım ölçme kademelerinin iç dirençleri, o kademede ölçülebilecek maksimum akıma bağlı olarak değişir. Ölçme düzenekleri günümüzde çok çeşitlidir. Çok özel amaçlı aletler dışında genellikle doğru akım ve gerilim, alternatif akım ve gerilim ve direnç ölçme işlemi aynı alete yüklenir. Bu tip aletlere multimetre veya çokölçer denilir. Özel ve çok kullanılan bir ölçme düzeneği de osiloskop tur. Osiloskop, kullanım zenginliği bakımından çok önemli bir alettir. Genellikle gerilim ile çalışır. Diğer aletler ölçülecek büyüklüğün bir tek özelliğini verirken osiloskop aynı anda birçok özelliği gözlememizi ve ölçülen büyüklüğün anlık olarak gözlenmesini sağlar. Ayrıca birden fazla büyüklüğü anında ve karşılaştırmalı olarak gözleme olanağı verir. Osiloskobun temel çalışma sistemi, hızlandırılmış ve fosforlu bir ekrana odaklanmış elektron demetinin, bir çift yatay bir çift düşey plaka arasından geçerken, bu plakalar arasına uygulanan girişle orantılı bir elektrik alan içinde sapması ve fosforlu ekran üzerinde gözlenebilir bir nokta oluşturmasıdır. Saptırıcı levhalardan bir çifti zamanla orantılı bir gerilimle, diğer çift girişteki işaretle orantılı bir gerilimle yüklenirse, ekranda, belli bir zaman aralığında, girişin zamanla değişimini gözleyebileceğimiz, geçici bir iz oluşur. Özel bazı aletler dışında, girişleri MΩ dur. Değişik dirençli ve özellikli proplar (ölçme uçları) takılarak değişik amaçlara uygun kullanılabilir. Oldukça incelikli bir takım yapılardan meydana gelen osiloskopun temel birimleri ve kısaca görevleri şöyle özetlenebilir. ) Tüp: İçinde elektron tabancası, odaklama sistemi, saptırıcı levhalar ve fosforlu ekran bulunur. ) Besleme devresi: Gerek elektron hızlandırıcısının gerek diğer elektronik devrelerin çalışması için gereken gerilimleri sağlar. 3) Giriş kuvvetlendiricileri: Girişteki işareti oldukça geniş bir aralıkla kuvvetlendirir (veya zayıflatır). 4) Tetikleme Devresi: Uzun bir zaman aralığında uygulanan işaret tümüyle ekranda gözlenemez. Ancak belli bir parça gözlenebilir. Bu parçalar üst üstüste çizilirse düzgün bir şekil elde edilemez. Sağlıklı bir ölçü alabilmek için, peşpeşe çizilen izlerin tam üst üstüste gelmesi gerekir. Bu görevi sağlayan birim, tetikleme devresidir.giriş işareti Ayarlanan belli bir duruma geldiğinde elektron demetini salar ve aynı anda zaman taramasını başlatır. İz ekranın dışına çıkınca demeti durdurur ve tekrar aynı durumun oluşmasını bekler. 5) Yatay Tarama Gerilim Üreteci: Tetikleme devresinden gelecek uyarılara bağlı olarak zamanla orantılı gerilim üretir. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 5

7 DİRENÇ RENK KODLARI: A B C Tolerans RENK A B C % Tolerans Siyah Kahverengi 0 Kırmızı 0 - Turuncu Sarı Yeşil Mavi Mor Gri Beyaz Altın Gümüş Direnç şekildeki gibi tolerans çizgisi sağda olacak şekilde tutulur. A ve B renk çizgilerine karşılık gelen değerler yan yana yazılır. Bu iki haneli bir rakam gibi okunarak C ye karşılık gelen değer ile çarpılır. Örnekler: A B C DEĞERİ Kırmızı Kırmızı Kırmızı.0 =00 Ω=, kω Kahverengi Siyah Siyah =0 Ω Sarı Mor Yeşil =4,7 MΩ Mavi Gri Altın =6,8 Ω NOT: Elektronikteki tüm değer ifadelerinde olduğu gibi direnç için de değerler uygun birimlerde ifade edilmelidir. 000 Ω, KΩ, MΩ gibi gösterim ve söyleyişler yanlıştır. Bunlar sırasıyla kω, 56 Ω, 8, kω olarak yazılır ve söylenir. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 6

8 FİZİK-II LABORATUVARI ( FL ) DOĞRU GERİLİM VE AKIM ÖLÇMELERİ KURAM : Doğru gerilim ve akım denildiğinde, değeri ve yönü zamanla değişmeyen gerilim ve akımlardan söz edilmektedir. Bu çalışmada doğru gerilim ve akım ile direnç ölçmelerini ve bunları ölçen bazı aletlei kullanmasını öğreneceğiz. Kullanacağımız devrede bir doğru gerilim kaynağı ile giriş bölümünde değinilen orantılı ve sayısal multimetreler kullanılacaktır. DENEYİN YAPILIŞI : A) Gerilim Ölçmeleri: -) Doğru gerilim kaynağını minimum konuma getiriniz ve orantılı voltmetreyi (Vor) tüm ölçek 5 V, sayısal voltmetreyi (Vs) tüm ölçek 0 V konumuna getirerek Şekil- deki gibi bağlayınız. Vor Şekil- Vs -) Gerilimi yavaş yavaş artırarak aşağıdaki tabloyu doldurunuz. Gerektiği zaman orantılı voltmetrenin kademesini artırınız. ( Vk, doğru gerilim kaynağı voltmetresidir) Vor(V):,8,0,75 3, 3,8 4,4 5, 6,0 Vk (V) : Vs (V) : B) Akım Ölçmeleri: ) Doğru gerilim kaynağını minimum konuma getiriniz, orantılı ampermetreyi (Ior) tüm ölçek 5 ma, sayısal ampermetreyi (Is) 0 ma konumuna getirerek Şekil- deki gibi bağlayınız.5 kω Ior Şekil- Is TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 7

9 ) Gerilimi yavaş yavaş artırarak aşağıdaki tabloyu doldurunuz. Gerektiği zaman orantılı ampermetrenin kademesini artırınız. Ior(mA):,0 3,3 3,8 4,5 5,0 6,0 8,5 0,0 Is (ma) : C) Direnç Ölçmeleri: ) Aşağıdaki verilen dirençleri orantılı (Ror) ve sayısal (Rs) ölçü aletleri ile ölçerek tabloyu doldurunuz. R (Ω): 00 3,3 k k 0 k Ror (Ω): Rs (Ω): ) Şekil-3 deki devreyi, değerinin bilinmediği varsayılan R x = kω ile kurunuz. V ve V yi sayısal voltmetre ile aşağıda verilen değerler için okuyarak I=(V -V ) / R ifadesinden bulacağınız I ile, I-V grafiğini çiziniz ve eğimden R x değerini bulunuz. V (V) : 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 0,0 V (V) : I(mA) : R R X V V R =kω Şekil-3 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 8

10 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ Fizik Bölümü, Fizik II.Laboratuarı Protokolü Deneyin Adı: Doğru Gerilim ve Akım Ölçmeleri Deneyin Kodu: FL - Tarih / /0 Adı Soyadı : Adı Soyadı : Numarası : Numarası : Deney Grubu : Deney Grubu : İmza :..... İmza :..... Adı Soyadı : Adı Soyadı : Numarası : Numarası : Deney Grubu : Deney Grubu : İmza :..... İmza :..... DENEY VERİLERİ: A) Gerilim Ölçmeleri Vor(V):,8,0,75 3, 3,8 4,4 5, 6,0 Vk (V) : Vs (V) : B) Akım Ölçmeleri ) Ior(mA):,0 3,3 3,8 4,5 5,0 6,0 8,5 0,0 Is (ma) : C) Direnç Ölçmeleri ) R (Ω): 00 3,3 k k 0 k Ror (Ω): Rs (Ω): ) V (V) : 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 0,0 V (V) : I(mA) : TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 9

11 FİZİK-II LABORATUVARI ( FL ) DEĞİŞKEN GERİLİM VE AKIMLAR KURAM : Elektronikte, Şekil- de görülen (a) sinüsoidal, (b) kare, (c) üçgen ve (d) testeredişi dalga tipleri çok sık karşımıza çıkar. Değişken bir gerilimde ilk dikkat edilecek nokta, periyodik olup olmamasıdır. İkinci olarak tek yönlü mü çift yönlümü olduğuna bakılır. Daha sonra ortalama ve kok (rtkin) değerine bakılır. Şimdilik sadece periyodik işaretlere bakacağız. Şekil- Bir işaret belirli sabit bir T zaman aralığı ile kendini tekrarlıyorsa T periyotlu bir işarettir. Periyodun tersi f=/t ye frekans denir. Periyot saniye s ile (yerine göre ms veya μs), frekans elektronikte Hertz Hz ile (yerine göre khz veya MHz) ile ölçülür. İşaret zaman içinde değişmekle beraber hep aynı yönde kalıyorsa tek yönlü, işaret değiştiriyorsa çift yönlüdür. u(t) zamanla değişen periyodik bir işaret olsun, u T T u( t) dt, ukok = ( / T ) u( t) 0 0 = ( / T ) dt / ifadelerine sırasıyla u nun ortalama ve kok (etkin) değeri denir. Genellikle çift yönlü ve ortalama değeri sıfır olan işaretlere alternatif veya dalgalı işaret denir. Bir dalgalı işarette alınan en büyük mutlak değere genlik u o, maksimum ve minimum değerler arasındaki farka tepeden tepeye değer u tt denir. U tt =u o dır. Şekil- deki bütün işaretlerin ortalama değerleri sıfır olduğu halde kok değerleri sırasıyla sinüsoidal için u /, kare dalga için uo, üçgen ve testere dişi için u o / 3 olarak bulunur. Sıradan ölçü aletleri dalgalı akım ölçerken, sinüsoidal işarete göre ayarlanmışlardır. Bu nedenle ortalama değeri sıfırlayıp genliğin / sini gösterir. Bu yüzden diğer işaret biçimleri için ne ölçtüğünü çok kesin belli değildir. Ayrıca dalgalı işaret ölçen aletlerin ölçmeleri frekansa bağlıdır. o TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 0

12 Değişken bir akım hakkında bize en çok bilgiyi, işareti anlık olarak bize gösteren alet osiloskop verir. Osiloskop hakkında temel bilgiler giriş kısmında verilmişti. Osiloskop ekranında ölçme yaparken, ölçülecek iki noktanın ana eksenler üzerindeki uzaklığı bölme olarak ölçülür ve bu sayı, bu ekseni kontrol eden kumandanın,bir birine karşı getirdiği büyüklükle çarpılır. Örneğin, 6,4 birimlik bir gözlem, yatay eksende yapılmış ve yatay tarama 5 ms/div konumunda ise ölçülen zaman 3 ms, düşey eksende yapılmış ve düşey kazanç V/div konumunda ise gerilim,8 V olarak bulunur. DENEYİN YAPILIŞI : ) Şekil- deki bağlantıyı yapınız. (Tüm ölçü aletlerini ve gerilim kaynağını yönlerine dikkat ederek birbirlerine paralel bağlayınız.) ) Osiloskobu normal çalışma durumuna getiriniz. Vor CH Vs Sinüs dalgası için; Vtt V kok = Kare dalgası için; Vtt V kok = Üçgen dalgası için; Vtt V kok = 3 Şekil- 3) Düşey modu CH konumuna alarak sadece CH i gözleyiniz ve dalga üreticinden f=00 Hz lik işareti aşağıdaki tablolarda belirtilen genlik (gerilim) ve dalga biçimlerinde ayarlayarak tabloları doldurunuz. V kok değerlerini her dalga biçimine ait ifadeyi kullanarak V tt den hesaplayınız. Sinüs dalgası için: V tt : V kok : V or : V s : Kare dalga için: V tt : V kok : V or : V s : TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0

13 Üçgen dalga için: V tt : V kok : V or : V s : ) Seçici anahtarları CH DC, CH AC konumlarına getiriniz. Sinüs dalgası vererek ve V tt (CH) değerini her ölçümde 5 Voltta sabit tutarak aşağıdaki frekans taramasını yapınız. f(hz) : k 0k 50k 00k V tt (CH) (V) : V tt (CH) (V) : V or (Volt) : V s (Volt) : V kok (CH) : V kok (CH) : Bulduğunuz değerleri yarı logaritmik kağıda çiziniz. 5) Dalga üretecinden vereceğiniz aşağıdaki frekansları (f d ), osiloskoptan periyodunu okuyarak hesaplayacağınız frekanslarla (f 0 ) karşılaştırınız. f d (Hz) : k k 5k 0k 0k T(s) : f 0 (Hz) : TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0

14 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ Fizik Bölümü, Fizik II.Laboratuarı Protokolü Deneyin Adı: Değişken Gerilim ve Akımlar Deneyin Kodu: FL - Tarih / /0 Adı Soyadı : Adı Soyadı : Numarası : Numarası : Deney Grubu : Deney Grubu : İmza :..... İmza :..... Adı Soyadı : Adı Soyadı : Numarası : Numarası : Deney Grubu : Deney Grubu : İmza :..... İmza :..... DENEY VERİLERİ: 3) Sinüs dalgası için: V tt : V kok : V or : V s : Kare dalga için: V tt : V kok : V or : V s : Üçgen dalga için: V tt : V kok : V or : V s : TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 3

15 4) f(hz) : k 0k 50k 00k V tt (CH) (V) : V tt (CH) (V) : V or (Volt) : V s (Volt) : V kok (CH) : V kok (CH) : 5) f d (Hz) : k k 5k 0k 0k T(s) : f 0 (Hz) : TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 4

16 FİZİK-II LABORATUVARI ( FL 3 ) FAZ FARKI ÖLÇMELERİ KURAM: Aynı frekanslı iki alternatif işaretin u = Asin( ωt) ve u = Bsin( ω t +φ) biçiminde olması halinde bu iki işaret arasında φ kadar faz farkı olduğu ifade edilir. Böyle bir durum Şekil- de görülmektedir. Şekildeki durum incelendiğinde, büyük genlikli işaret u küçük genlikli işaret u ise u nin φ kadar geri fazda olduğu ifade edilir. Faz farkının ölçülmesinde değişik yöntemler vardır. İki işaretin Şekil- deki gibi aynı anda gözlenmesi halinde iki tepe arasındaki fark yatay eksenin birimi cinsinden faz farkını verir. Yani, yatay eksen radyan cinsinden ifade edilmiş ise faz farkı radyan, yatay eksen zaman cinsinden ifade edilmiş ise faz farkı saniye olarak bulunur. Genellikle faz farkı radyan cinsinden ifade edileceği için, zaman cinsinden ölçülen fark radyan cinsine, Şekil- ( T ) Δt φ = π şeklinde çevrilir. Burada T periyot, Δt zaman farkı ve φ radyan cinsinden faz farkıdır. Deneysel ölçme kolaylığı bakımından, deney sırasında iki tepe yerine işaretlerin ortak 0 eksenini kestiği noktalar aasında ölçme yapılır. Bu ölçme yönteminde karşılaştırılacak gerilimler osiloskobun düşey girişlerine uygulanır, yatay zaman ekseni bağımsız olarak içten taranır. Diğer bir ölçme yöntemi Lissajous eğrileri yöntemidir. Bu yöntemlerde gerilimlerden birisi yatay eksene diğeri de düşey eksene uygulanır. Uygulanan gerilimlerin frekansları tam aynı ise Şekil- de B görüldüğü gibi bir elips ortaya çıkar. Elipsin yatay eksen üzerinde ayırdığı parça B, yatay A eksen boyunca maksimum değişim A ise gerilim arasındaki faz farkı, φ = sin ( B A) olarak hesaplanır. Şekil- TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 5

17 A) ÇİFT İZLİ KARŞILAŞTIRMA YÖNTEMİ İLE FAZ FARKI ÖLÇÜMÜ ) Şekil-3 deki devreyi kurunuz. ) Osiloskobu normal çalışma moduna getiriniz. 3) Osiloskobun her iki kanalını GND konumuna getiriniz ve orta eksene yerleştiriniz. CH kω 56nF CH 4) İki kanalı da AC konumuna alınız ve Şekil- deki gibi bir görüntü elde ediniz ve aşağıda verilen frekanslar için, Δ t zaman farkını ve periyodu ölçerek φ faz farkını her frekans için hesaplayınız. Şekil-3 5) Deney bitinceye kadar osiloskobun düşey konumlarını değiştirmeyiniz. 6) Yarı logaritmik kağıda f(hz), t ve f d grafiğini çiziniz. f(hz) k k 5k 0k Δt (ms) T (ms) φ (rad) f d (Hz) B) LISSAJOUS YÖNTEMİ İLE FAZ FARKI ÖLÇÜMÜ ) Şekil-3 deki devrede osiloskobu x-y konumunda çalıştırarak Şekil- deki elips şeklini elde ediniz. ) Her iki kanalı ayrı ayrı GND konumuna getirerek izleri düşey ve yataydaki orta eksenlerle çakıştırınız ve düşey pozisyonu deney bitene kadar değiştirmeyiniz. 3) Aşağıda verilen frekanslarda A ve B yi ölçerek φ faz farklarını hesaplayınız. 4) Yarı logaritmik kağıda f(hz), A ve B grafiğini çiziniz f(hz) k k 5k 0k A B φ (rad) f d (Hz) TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 6

18 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ Fizik Bölümü, Fizik II.Laboratuarı Protokolü Deneyin Adı: Faz Farkı Ölçmeleri Deneyin Kodu: FL - 3 Tarih / /0 Adı Soyadı : Adı Soyadı : Numarası : Numarası : Deney Grubu : Deney Grubu : İmza :..... İmza :..... Adı Soyadı : Adı Soyadı : Numarası : Numarası : Deney Grubu : Deney Grubu : İmza :..... İmza :..... DENEY VERİLERİ: A) Çift izli karşılaştırma yöntemiyle faz farkı ölçümü f(hz) k k 5k 0k Δt (ms) T (ms) φ (rad) f d (Hz) B) Lissajous Yöntemi İle Faz Farkı Ölçümü f(hz) k k 5k 0k A B φ (rad) f d (Hz) TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 7

19 FİZİK-II LABORATUVARI ( FL 4 ) RC DEVRELERİ KURAM: İçinden i(t) akımı geçen direnç (R) ve sığa (C) uçları arasındaki gerilimler, elemanların tanım bağıntıları gereği, q sığa üzerindeki yük ve i ( t) = dq dt olmak üzere, V C = q C ve V R = i R olarak tanımlanır. Şekil- deki devreyi V g () t giriş gerilimi uygulandığında, sistemi, R t + Ri + i dt + VC ( O ) = Vg () t C C Vg 0 denklemi ile tanımlayabiliriz. Denklemin homojen i + kısmı, V C ( O ) sığasının başlangıç gerilimi olmak üzere, Şekil- t R + i + ( O + i dt VC ) = 0 C 0 dir. Bu denklemin türevi alınarak eşdeğer olan di R + i = 0 dt C denklemi elde edilir. τ = RC gevşeme süresi veya sistemin zaman sabiti olarak ifade edilmek üzere akım, t τ i() t = i o e olarak elde edilir. Buna göre eleman gerilimleri, t t τ + t τ + VR () t = Ri() t = Rioe, V C = i dt + VC ( O ) = Rio [ e ] + VC ( O ) C 0 olarak elde edilir. A) Basamak Tepkisi: + Devreye, kondansatör başlangıçta boş iken ( ( ) 0 basamak fonksiyonu uygulanırsa, ve V i t τ o = Rioe + Rio o = V o R t τ [ e ] V O = ) Şekil- de görülen bir C V o elde edilir. Buna göre, t=0 t τ V t V e V = V e t Şekil- R () τ =, [ ] o C o t TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 8

20 olarak bulunur. Bu gerilimlerin davranışları Şekil-3 de verilmiştir. + V C O = V uygulanırsa (giriş kısa devre edilirse), Devreye kondansatör V o gerilimi ile dolu iken ( ( ) o ) V g =0 olan bir gerilim 0 = t τ [ e ] Vo t τ Ri oe + Rio + ve i o = V o R elde edilir. Buna göre, V R t τ () t V e =, V o C = V e o t τ Şekil-3 bulunur. Bu gerilimlerin davranışları Şekil-4 de verilmiştir. B) Sinüs Tepkisi: = ( ω t + φ ) () t i cos( t) V g cos giriş geriliminin, i = o ω akımını akıttığını varsayalım. Bu veriler tanım bağıntılarında yerine konulursa, i o Vo Z R V o = =, tan ( φ) = RCω ( ω ) + C Şekil-4 bulunur. Bu durumda sığa üzerindeki gerilimin genliği, Vo V CO = io = Cω + R C ω = Vo sin( φ ), ω = πf olarak bulunur. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 9

21 DENEYİN YAPILIŞI: A) RC DEVRESİNİN BASAMAK FONKSİYONUNA CEVABI T / Şekil- Şekil- (R=kΩ, C=56nF, f=khz ) ) Şekil- deki RC devresini kullanarak, gerekli ayarlamaları yapınız ve yukarıdaki osiloskop şeklini elde ediniz. ) d T yarılanma süresini ölçerek d ( ) d T = n τ ifadesinden l d τ yi bulunuz. 3) τ k = RC yi hesaplayınız. 4) Kuramsal ve deneysel sonuçları karşılaştırarak yorum yapınız. B) RC DEVRESİNİN SİNÜS FONKSİYONUNA CEVABI ) Şekil-3 deki devreyi kurunuz. ) Dalga üretecinden genliği ( V ) V go tt 4 = olacak şekilde giriş voltajını ayarlayınız ve frekans taraması yaparak aşşağıdaki tabloyu doldurunuz. Her frekans değerinde girişteki 4V u sabit tutunuz. Şekil-3 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 0

22 f(hz) k k 5k 0k 0k 50k 00k 00k 500k ( V go ) tt (V) ( V Co ) tt (V) V Co nun deneysel ve kuramsal değerlerini aynı yarı-logaritmik kağıda çiziniz. V Co = + V 0 R C ω 3) CH ve CH deki işaretler arasında faz farkını Şekil-4 deki gibi Δt yi ölçerek φ = π Δt T eşitliğinden hesaplayarak bulunuz ve aşağıdaki tabloyu doldurunuz. Δt Şekil-4 f (Hz) Δ t (ms) k k 5k 0k 0k 50k 00k 00k 500k d φ (rad.) φ nin deneysel ve kuramsal değerlerini aynı yarı-logaritmik kağıda çizerek karşılaştırınız. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0

23 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ Fizik Bölümü, Fizik II.Laboratuarı Protokolü Deneyin Adı: RC Devreleri Deneyin Kodu: FL - 4 Tarih / /0 Adı Soyadı : Adı Soyadı : Numarası : Numarası : Deney Grubu : Deney Grubu : İmza :..... İmza :..... Adı Soyadı : Adı Soyadı : Numarası : Numarası : Deney Grubu : Deney Grubu : İmza :..... İmza :..... DENEY VERİLERİ: A)RC Devresinin Basamak Fonksiyonuna Cevabı ) d T = B) RC Devresinin Sinüs Fonksiyonuna Cevabı ) F(Hz) k k 5k 0k 0k 50k 00k 00k 500k ( V go ) tt (V) ( V Co ) tt (V) 3) f (Hz) Δ t (ms) k k 5k 0k 0k 50k 00k 00k 500k d φ (rad.) TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0

24 FİZİK-II LABORATUVARI ( FL 5 ) KÖPRÜ İLE ÖLÇMELER KURAM: Köprü adı verilen düzenek Şekil- de görülmektedir. Köprünün denge durumu V ç =0 olarak tanımlanır. Önemli olan nokta, denge koşulunun V g den bağımsız olmasıdır. Çok değişik köprü çeşitleri vardır. Değişik amaçlar için Z empedansları (Z=V/I) karışık devreler olan farklı köprüler kullanılır. Köprülerin kullanım amaçlarının bazıları şunlardır: a) Bilinmeyen bir empedansı diğerleri ile karşılaştırarak ölçmek. b) Empedanslardan birindeki değişimi çıkış gerilimi yardımı ile ölçmek. c) Değişken giriş işareti uygulayarak belirli empedans tepkilerini ölçmek. d) Giriş işaretinin frekansını belirlemek. Köprülerin temel özelliklerinden biri de birçok büyüklüğün giriş gerilimine ve özelliklerine bağlı olmadan ölçülebilmesidir. Bazı Köprü Tipleri: a) Wheatstone Köprüsü; en basit tip olup butun Z empedansları basit dirençlerdir. Köprünün denge koşulu R R = R3 R4 olarak bulunur. Şekil- b) Sığa Köprüsü; Şekil- deki bağlantı yapısındadır. Köprünün denge koşulu R R = C C Şekil- olarak bulunur. c) Wien Köprüsü; Şekil 3 deki bağlantı yapısındadır. Denge koşulu giriş işaretinin frekansına ve devre elemanlarına f = ve π R R C C c d c c C C d c = R R a b R R c d olarak bağlıdır. Şekil-3 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 3

25 DENEYİN YAPILIŞI: A) Wheatson Köprüsü ile Ölçmeler ) Şekil-4 deki devreyi kurmadan önce R ve R3 dirençlerini Ohmmetre ile ölçerek bulunuz. ) Devreyi kurduktan sonra, doğru gerilim kaynağından 5V gerilim uygulayınız ve voltmetreden minimum gerilim elde edinceye kadar R p potansiyometresini ayarlayınız. DC 3) Potansiyometreyi devreden sökerek direncini ölçünüz. 4) Köprü denge koşulunu kullanarak bilinmeyen R x direncini bulunuz. 5) Gerilim kaynağından 8V ve 0V vererek aynı işlemleri tekrarlayınız. R (R=kΩ, R3=.5kΩ, Rp=0kΩ, Rx=.kΩ), R 3 = R p R X Şekil-4 B) Sığa Köprüsü ile ölçmeler: ) Şekil-5 deki devreyi İşaret Üretecinin gerilimi 5V, frekansı 00Hz olacak şekilde kurunuz. ) Köprü dengeye gelecek şekilde R p potansiyometresini ayarlayınız. 3) C in verilen değerini kullanarak C x bilinmeyen sığasını bulunuz. 4) Frekansın 50Hz ve 00Hz değerleri için deneyi tekrarlayınız. R C X (R=3.3kΩ, C=nF, Rp=0kΩ, Cx= nf), = R C p Şekil-5 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 4

26 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ Fizik Bölümü, Fizik II.Laboratuarı Protokolü Deneyin Adı: Köprü ile Ölçmeler Ölçmeler Deneyin Kodu: FL - 5 Tarih / /0 Adı Soyadı : Adı Soyadı : Numarası : Numarası : Deney Grubu : Deney Grubu : İmza :..... İmza :..... Adı Soyadı : Adı Soyadı : Numarası : Numarası : Deney Grubu : Deney Grubu : İmza :..... İmza :..... DENEY VERİLERİ: A) Wheatson Köprüsü ile Ölçmeler 3) 5V 8V 0V R p =. (kω) R p =. (kω) R p =. (kω) A) Sığa Köprüsü ile Ölçmeler ) 00Hz 50Hz 00Hz R p =. (kω) R p =. (kω) R p =. (kω) TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 5

27 FİZİK-II LABORATUVARI ( FL 6 ) TERMOÇİFT KURAM : Bir metalin yüzeyinden bir elektron ayırmak için yapılması için gereken işe o metalin iş fonksiyonu denir. Farklı iş fonksiyonlarına sahip metallerin değme noktalarında sıcaklığa bağlı olarak bir potansiyel farkı oluşur. Bu olaya Seebeck olayı denir. Oluşan bu gerilim yardımı ile değme noktasının sıcaklığı ile ölçülebilir. İş fonksiyonları farklı iki metal tel bir Şekil- noktadan kaynaklanarak bir termoçift oluşturur. Pratikte kullanılan termoçiftler genellikle C 0 başına 0-50µV luk gerilim üretirler. Bir termoçift ile sıcaklık ölçmek için diğer uçlar bir ölçü aletine bağlandığında, bu bağlantı noktalarında da farklı termoçiftler oluşur ve ölçmek istediğimiz büyüklüğü doğrudan gözleyemeyiz. Bu nedenle pratikte Şekil- de görülen devre biçimi kullanılır. T sıcaklıklı noktada V AB (T) gerilimi, T 0 sıcaklıklı noktada V ACu (T 0 ) ve V CuB (T 0 ) gerilimleri oluşur. Ölçü aletlerinin bağlantı uçları genellikle bakır veya bakırlı alaşımlardan yapıldığından ve iki uç aynı sıcaklıkta kabul edilebileceğinden ölçü aletinin bağlantı noktalarında bir gerilim oluşmaz. Böylece ölçü aletinin okuyacağı gerilim olur. V = V AB (T)- V AB (T 0 ) Çoğunlukla T 0 sıcaklığı (referans sıcaklığı ) su-buz karışımı sıcaklığı olan 0 C 0 olarak seçilir. Öncelikle termoçifti oluşturan metallerden birisi bakır ise ikinci referans eklemine gerek olmaz. Bu durumda Şekil- de görülen bağlantı biçimi kullanılır. Şekil- TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 6

28 DENEYİN YAPILIŞI:. Şekil-3 teki düzeneği kurunuz. Fırının güç kontrolünü. kademeye getiriniz ve 50 C 0 den başlayarak 5C 0 adımlarla aşağıdaki tabloyu doldurmaya başlayınız. Şekil-3 3. Sıcaklık denge konumuna gelince güç kontrolunu. kademeye getirerek devam ediniz. 4. Sıcaklık yeniden dengeye geldiğinde güç kontrolü önce. kademeye sonra 0 a getirerek 3. sütunu doldurunuz. 5. Her sıcaklık için ısınma ve soğuma sırasında okunan gerilim değerlerinin ortalamasını alarak kullandığınız termoçiftin Gerilim- Sıcaklık eğrisinin grafiğini çiziniz. Termometre Sıcaklık artarken Sıcaklık azalırken Ortalama çıkış sıcaklığı ( 0 C) çıkış gerilimi (mv) Çıkış gerilimi (mv) Gerilimi (mv) TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 7

29 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ Fizik Bölümü, Fizik II.Laboratuarı Protokolü Deneyin Adı: Termoçift Deneyin Kodu: FL - 6 Tarih / /0 Adı Soyadı : Adı Soyadı : Numarası : Numarası : Deney Grubu : Deney Grubu : İmza :..... İmza :..... Adı Soyadı : Adı Soyadı : Numarası : Numarası : Deney Grubu : Deney Grubu : İmza :..... İmza :..... DENEY VERİLERİ: Termometre sıcaklığı ( 0 C) Sıcaklık artarken çıkış gerilimi (mv) Sıcaklık azalırken Çıkış gerilimi (mv) TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 8

30 FİZİK-II LABORATUVARI ( FL 7 ) ISININ ELEKTRİKSEL EŞDEĞERİ ve KIZGIN FLAMANLI LAMBANIN IŞIK VERİMİ KURAM: Bir enerji çeşidi olan ısı enerjisi, doğrudan kalorimetrik yöntemlerle ölçüldüğünde Kalori (C) ile ifade edilir. Mekanik veya elektrik enerjisi ise doğrudan Joule (J) birimi ile verilir. Joule ve kalori birimleri arasındaki oran sabit bir çevirme çarpanı J ile verilir. Alışkanlık olarak, mekanik enerjinin ısıya çevrilmesi ile ilgili bir deney yapılıyorsa bu J çarpanına ısının mekanik eşdeğeri, elektrik enerjisinin ısıya çevrilmesi ile ilgili bir deney yapılıyorsa, ısının elektriksel eşdeğeri adı verilir. Isınına bir cisim, hangi yöntemle ısıtıldığından bağımsız olarak bir elektromagnetik ışıma yapar K sıcaklığına ısıtılmış tungsten telin bağıl ışıma ve gözün algılama spektrumları Şekil- de görülmektedir. Elektromagnetik ışınımda, 400nm nin altında morötesi, nm arası görünür, 700nm nin üzeri kızılötesi bölge olarak adlandırılır. Akkor haline gelmiş bir tungten telin ışıtığı enerji bir başka cisim tarafından soğurulduğunda, bu cismin sıcaklığı artar. Ancak her cismin her dalga boyundaki ışınımı aynı şiddette soğurmaz. Bütün dalga boylarındaki ışınımı aynı şiddette soğuran cisme kara cisim Şekil- denir. Şekil- de görülen düzenekte, su görünür bölge için geçirgen olmakla birlikte morötesi ve kızılötesi bölgeler için iyi bir soğurgandır. Suya çini mürekkebi gibi boyar madde katılarak görünür bölgede de soğurgan ortam haline getirilebilir. Şekil- TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 9

31 Böylece, t (saniye) süresince. V (volt) gerilimi altında I (amper) akımı ile ısıtılan ve aldığı ısı enerjisi ışıma yolu ile çevresine yayan lambanın aldığı enerji E = IVt dir. Bu enerji su tarafından soğurularak suyun ısınmasına harcanır. Kalorimetrik M s su kütlesi, M k, kap ve lambanın su cinsinden eşdeğer kütlesi ve ΔT de sıcaklık farkı ise suyun aldığı enerji kalori olarak H = ( M + M ) ΔT S K ve J = E H = IVt ( M + M ) ΔT S K olarak bulunur. Suya boya maddeleri katılmazsa doğal olarak gönür bölgedeki ışımaya karşı gelen enerji soğurulmayacak ve ısınmaya katkıda bulunmayacaktır. Bu durumda suyun aldığı E enerjisi lambaya verilen E enerjisinden küçük olacaktır. Lambanın görünür bölgede verdiği ışıma enerjisinin aldığı toplam enerjiye oran verim, ε = E E E olarak tanımlanır. DENEY:. Boş su kabını kapağı ile tartınız. (mk) ve C=0. kal/gr.c 0 ortalama değerini kullanarak kabın su eşdeğerini, M k =C m k eşitliğinden bulunuz.. Su kabına çizgi düzeyine kadar su doldurunuz, 0 damla çini mürekkebi damlatınız ve yeniden tartıp fark alarak su kütlesi M s yi bulunuz. 3. Su kabını kalorimetre kabına koyup termometreyi yerleştiriniz. 4. Güç kaynağını açıp çıkış gerilimi V olacak şekilde ayarlayınız ve gerilimi değiştirmeden anahtarı kapatınız. 5. Şekil- deki devreyi kurunuz. Sistem dengeye sıcaklığına gelince T sıcaklığını yazınız. 6. Güç kaynağını açıp kronometreyi de aynı anda çalıştırınız. Deney süresince gerilimin hep aynı değerde kalmasını sağlayınız. Uyguladığımız V gerilimini ve I akımını yazınız. 7. Sistemin ilk sıcaklık değerinden yaklaşık 3 0 C kadar yükselince gücü kesiniz ve bir süre sistemin yeni denge sıcaklığına gelmesini bekleyiniz ve son sıcaklık T yi yazınız. 8. Yukarıdaki eşitlikleri kullanarak J değerini hesaplayınız. 9. Kabı boşaltıp, deneyi -7 adımlarını sadece su koyarak aynı şekilde tekrarlayınız. 0. Daha önceden bulduğunuz J değerini kullanarak bulacağınız yeni değerlerle. = ve E = ( M + M ) ΔT E I V t S K değerlerini hesaplayıp ε verimi bulunuz. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 30

32 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ Fizik Bölümü, Fizik II.Laboratuarı Protokolü Deneyin Adı: Isının Elektriksel Eş Değeri ve Deneyin Kodu: FL - 7 Kızgın Flamanlı Lambanın Işık Verimi Tarih / /0 Adı Soyadı : Adı Soyadı : Numarası : Numarası : Deney Grubu : Deney Grubu : İmza :..... İmza :..... Adı Soyadı : Numarası : Deney Grubu : İmza :..... Adı Soyadı : Numarası : Deney Grubu : İmza :..... DENEY VERİLERİ: Mürekkepli Su İçin ) m k =. ) M s =. 5) T =.. 6) V= I= 7) T =... Su İçin ) m k =. ) M s =. 5) T =.. 6) V= I= 7) T =... TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 3

33 FİZİK-II LABORATUVARI ( FL 8 ) TRANSFORMATÖRLER KURAM: Deneyin Amacı: Transformatörün yapısını ve çalışma ilkesini incelemek. Ön Bilgi: Transformatörler, gerilim yükseltmeye veya düşürmeye yarayan araçlardır. Bir transformatör birbirinden bağımsız olan en az iki ayrı sargıdan oluşur. Bu sargılardan biri giriş diğeri çıkış sargısıdır. Giriş sargısına Primer (birincil), çıkış sargısına Sekonder (ikincil) denir. Ayrıca transformatörün çalışabilmesi için iki sargı içerisinden geçen ve kapalı bir çevrim oluşturan demir çekirdeğe ihtiyaç vardır. Primere uygulanan alternatif akım sekonderde indüksiyon yoluyla yine alternatif akım oluşturur. Transformatörlerde primmer sargısındaki sarım sayısına N, sekonderdeki sarım N sayısına da N denir. Sekonderin sarım sayısının primer sarım sayısına oranına, N dönüştürme oranı denir. Enerji kaybı olmayan ideal bir transformatörde, giriş ve çıkıştaki güçler eşittir. Primer gerilimi ve akımı, sekonder gerilimi ve akımı i ise, ideal transformatör çevrim denklemi olarak verilir. V i V V =. i V i Güçlerin oranı ise transformatörün verimini verir ve P P ile ifade edilir. Bu orantıda P transformatöre verilen güç değeridir, P = V.i dir. Benzer şekilde P transformatörden alınan güçtür, P = V.i şeklinde ifade edilir. Transformatörlerde sarım sayılarıyla gerilimler doğru orantılı, akımlar ise ters N V i orantılıdır. İdeal bir transformatörde, = = olarak verilir. N V i Transformatörlerde, N < N N > N ise yükseltici, ise düşürücü denir. Bu deneyde, sarım sayıları farklı bobinler kullanarak oluşturulacak transformatörün primmer ve sekonder sarım sayılarına bağlı olarak girişten ve çıkıştan okunacak akımlar gerilimler arasındaki ilişki belirlenecek, transformatörün verimi bulunacaktır. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 3

34 DENEYİN YAPILIŞI: Transformatör deneyi, herbir voltaj değeri için iki adımdan oluşur. İlki gerilim okuma ikincisi akım okumadır. Deney Düzeneği ) Transformatörü, primeri 600 spir ve sekonderi 300 spir olacak şekilde kurunuz. Şekil- e uygun olarak primmere AC gerilim kaynağını ve AC voltmetreyi bağlayınız. Sekondere ikinci AC voltmetreyi bağlayınız (! Voltmetreler devreye parelel, ampermetreler seri bağlanır). Devreyi kontrol ettikten sonra transformatörün girişine AC kaynaktan 3V uygulayarak giriş (primer) ve çıkış (sekonder) voltmetrelerindeki değerleri tabloya kaydediniz. Kaynağın ayarını değiştirmeden kaynağı kapatınız. Şekil- deki devreye uygun olarak voltmetreleri AC Ampermetre olarak tekrar bağlayın, kaynağı açarak giriş ve çıkış akımlarını okuyarak kaydediniz. Akım okuduktan sonra tekara şekil- e uygun olarak voltmetre bağlantısını yapınız ve deneyi benzer şekilde girişe 6V, 9V uygulayarak tekrarlayınız. AC AC Şekil- Şekil- TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 33

35 Ölçüm No N N V (V) V (V) i (ma) i (ma) N N P (W) P P (W) P Ortalama % (verim) ) Transformatörün birinci (primer) sargısına dokunmadan ikinci (sekonder) sargısını00 spirlik bobin ile değiştirerek. adımı tekrarlayarak aşağıdaki tabloyu doldurunuz. Ölçüm No N N V (V) V (V) i (ma) i (ma) N N P (W) P P (W) P Ortalama % (verim) 3) Transformatörün birinci (primer) sargısını 300 ve ikinci (sekonder) sargısını 600 spirlik bobin ile değiştirerek. adımı tekrarlayarak aşağıdaki tabloyu doldurunuz. Ölçüm No N N V (V) V (V) i (ma) i (ma) N N P (W) P P (W) P Ortalama % (verim) 4) Birinci adımda kullandığınız 600/300 spir oranlı transformatör için ölçtüğünüz değerleri kullanarak dönüştürme oranını, giriş ve çıkış güçlerini, verimini hesaplayınız. Bu hesaplamaları uygulanan üç ayrı voltaj için yapınız. Daha sonra ortalama verimi bularak yüzde kaç verimle (%...) çalıştığını belirtiniz. 5) Aynı hesaplamaları diğer iki transformatör için tekrarlayınız. En yüksek verim hangi transformatörden alındı, sebebini araştırarak belirtiniz. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 34

36 TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ Fizik Bölümü, Fizik II.Laboratuarı Protokolü Deneyin Adı: Transformatörler Deneyin Kodu: FL - 8 Tarih / /0 Adı Soyadı : Adı Soyadı : Numarası : Numarası : Deney Grubu : Deney Grubu : İmza :..... İmza :..... Adı Soyadı : Adı Soyadı : Numarası : Numarası : Deney Grubu : Deney Grubu : İmza :..... İmza :..... DENEY VERİLERİ: Ölçüm No N (spir) N (spir) V (V) V (V) İ (ma) İ (ma) Ölçüm No N (spir) N (spir) V (V) V (V) İ (ma) İ (ma) Ölçüm No N (spir) N (spir) V (V) V (V) İ (ma) İ (ma) TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK-II LABORATUVARI 0 35