ELEKTRONİK-I LABORATUVARI

Transkript

1 TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 Öğrencinin:

2 FİZİK BÖLÜMÜ LABOATUVA KUALLAI 1) Deney başlangıç saatinden 1 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 (quiz) 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) aporlar 1 not üzerinden değerlendirilecek ve değerlendirmede raporun kuramsal bilgisi, düzen ve görünümü, doğruluğu, grafik çizimi ve yapılması gereken açıklamalar dikkate alınacaktır. apor ve quiz not ortalamalarının %3 u dönemsonu sınav notuna etki ettirilecektir: DönemSonuNotu = [AraSınavın %3 u] + [(apor Ortalamasının %3 u) + (Final Sınavı Notunun %7 i)] 7) Her öğrenciye yasal olarak (fakülte yönetim kurulunca) kabul edilmiş mazeretleri dışında ilgili laboratuar koşullarına göre 1 veya deney telafi hakkı verilecektir. Öğrenciler telafi deneyi için de bir rapor hazırlayacaktır. 8) Deney çalışmalarının % sinden ( deney) daha fazlasına girmeyen öğrenciler direkt olarak o laboratuardan devamsızlıktan kalırlar. 9) Öğrenciler laboratuar görevlilerinin belirlediği günlerde ve onların gözetiminde serbest çalışma yapabilirler. 1) Arasınav(lar) yazılı, dönem sonu sınavı deneysel uygulamalı olarak yapılacaktır. DİKKAT : Hem Arasınavda hem de Dönemsonu sınavında yanınızda milimetrik kağıt, cetvel ve hesap makinası bulundurunuz. TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 1

3 APOLAIN HAZILANMASINDA DİKKAT EDİLMESİ GEEKENLE apor temiz bir A4 ebadında kağıda kurşunkalem ve renkli kurşunkalemle düzgün ve okunaklı olarak yazılmalıdır. aporun 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 1- tanesi için yapılan matematiksel işlemler açıkça gösterilmelidir. GAFİK ÇİZİLMESİNDE DİKKAT EDİLMESİ GEEKENLE 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.8 5 cc Su içeren örnekler örnek1 çıkış voltajı (Volt) yarı güç noktaları Işık Şiddeti, I tr.6.4. örnek örnek Kuruma süresi, t (saat) Frekans (khz) TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11.

4 Örnek apor: 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:) 1) 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 1- sonuç için kullanılan hesaplama tekniğinin ayrıntılı olarak gösterilmesi yeterlidir. 7) aporun hazırlanmasına, kullanılan yazının düzgünlüğüne ve sayfaların düzenlenmesine çok özen gösterilmelidir. aporun değerlendirilmesinde bilgilerin doğruluğu yanında önemli bir oranda, görünüm ve orijinalliğe de not verilecektir. 8) Her rapor mutlaka bireysel olarak hazırlanmalı, başkalarından alıntı yapılmamalıdır. TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 3

5 ELEKTONİK-I LABOATUVAI ELEKTONİKTE BİİMLEİN VE BÜYÜKLÜKLEİN UYGUN ŞEKİLDE İFADESİ (ANLAMLI SAYILA) Elektronikte kullanılan başlıca birimler : Ω (Ohm), V (Volt), I (Amper), s (Saniye), Hz (Hertz), F (Farad), H (Henry) v.s. 1 9 Katı --- G (giga) 1 6 Katı --- M (mega) 1 3 Katı --- k (kilo) Birimin kendisi 1-3 Katı --- m (mili) 1-6 Katı --- μ (mikro) 1-9 Katı --- n (nano) 1-1 Katı --- p (piko) Bir formülde değerler yerine konularak işlem yapılmak istendiğinde, ilgili büyüklüğün birimi, katları şeklinde değil de, esas halinde yerleştirilmelidir. Örneğin : Eldeki değerler : V 1 = 3 mv, V =7,5 V, =1 kω Burada 1kΩ u yerine yazarken 1 3 ile çarparak Ohm a çevirmeli ve 3 mv u da.3 V olarak kullanmalıyız. V V1 7,5,3 3 I = = = 7,. 1 A = 7, ma 3 1 Eldeki değerler : L=4 mh, =1 nf 3 9 T = π L = 6, = s =4 μs İşlemlerin sonucunda elde edilen değerler örneklerde olduğu gibi uygun şekilde ifade edilmelidir. Örnek ifade ve söyleyişler : =47 Ω = 4,7 kω =1 mv = 1, V =,9 A =,9 A veya 9 ma =,3 V =, mv = 3 mv =8, 1-5 H = 8 μh Görüldüğü gibi sonuçlar 1 üzerili sayılarla ifade edilmez,, den sonra ile başlayan rakamlar kullanılmaz ve rakam 1 ve daha yukarısı ise 1 e bölünerek birimin başına uygun kat ismi getirilir. TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 4

6 DİENÇ ENK KODLAI A B Tolerans ENK A B % Tolerans Siyah Kahverengi Kırmızı 1 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 yanyana yazılır. Bu iki haneli bir rakam gibi okunarak ye karşılık gelen değer ile çarpılır. Örnekler A B DEĞEİ Kırmızı Kırmızı Kırmızı.1 = Ω=, KΩ Kahverengi Siyah Siyah 1.1 = 1 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 birimlerle ifade edilmelidir. 1 Ω,.56 KΩ,.8 MΩ gibi gösterim ve söyleyişler yanlıştır. Bunlar sırayla 1 kω, 56 Ω, 8, kω olarak yazılır ve söylenir. TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 5

7 ELEKTONİK-I LABOATUVAI ( EL 1 1 ) DOĞU AKIM VE GEİLİM ÖLÇÜMLEİ KUAM: Üzerinde pasif ve aktif devre elemanları olan bir devrede; Kirchoff gerilimler yasası: Herhangi bir anda devrenin herhangi bir çevresindeki n tane elemanın gerilimleri toplamı sıfırdır: n k = 1 V k ( t) = Kirchoff akımlar yasası: Herhangi bir anda bir düğüme giren ve çıkan n tane akımın toplamı sıfırdır. n k = 1 i k ( t) = Devre üzerindeki iki nokta arasındaki potansiyel farkını veya gerilimi ölçmek için voltmetre kullanılır. Voltmetreler ölçülecek noktalar arasına paralel bağlanırlar. Ölçülecek gerilim doğru gerilim ise + ve kutuplanmaya uygun olarak bağlanmalıdır.voltmetrelerin iç dirençleri çok büyük (idealde sonsuz) olmalıdır. Çünkü paralel bağlantıda kendi iç direnci üzerinden bir akım geçmesi ve bunun bir kayıp yaratması istenmez. Devrenin herhangi bir noktasından geçen akımın ölçülebilmesi için bu nokta açık devre edilerek bu uçlar arasına ampermetre seri olarak bağlanır. Ampermetrelerin idealde sıfır olması gereken çok küçük bir iç dirençleri vardır. Böylece, hem iki noktayı kısa devre etmiş hem de üzerinden geçen akımın, kendi iç direnci üzerinde bir gerilim düşümü yani kayba neden olması önlenmiş olur. Voltmetre ve ampermetreler, analog (orantılı) olarak adlandırılan ve bir skala ve ibreden oluşan elektro-mekanik aletler olabileceği gibi, tamamen elektronik sayısal (dijital) olarak da üretilirler. Sayısal ölçü aletleri, ayarları (kalibrasyon) iyi yapıldığında daha hassas bir ölçüme izin verir. Her iki tip ölçü aleti de kok (kare ortalaması karekökü) veya etkin değer olarak adlandırılan türden alternatif gerilim ölçümü yaparlar. TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 6

8 DENEY: 1) Aşağıdaki devreyi kurarak devrenin girişine 1. V luk doğru gerilim uygulayınız. ) Her bir çevredeki eleman uçlarındaki gerilimleri, yönlerine dikkat ederek (aynı yön sırasını takip ederek) voltmetre ile ölçünüz. Bu gerilimler ile Kirchoff gerilimler yasasının doğruluğunu gösteriniz. 3) V 13 ve V 4 noktaları arasındaki gerilimleri ölçerek daha sonra kullanmak üzere not alınız. 1 V Ω 1 Ω 4 1 kω V 13 =... V 4 = Ω 3 4) Devre üzerinde aşağıda gösterilen X düğüm noktası etrafındaki i A, i B ve i düğüm akımlarını sırasıyla ölçünüz. Ölçüm sırasında ampermetrenin + ve uçlarını X düğümüne göre hep aynı yönde bağlayınız. Bu akım değerlerini kullanarak Kirchoff akımlar yasasının doğruluğunu gösteriniz. + 1 V 33 Ω i A X i B i 1 kω İ A =... İ B =... 1 Ω İ = Ω 5) Çevre akımları yöntemiyle devreyi analiz ediniz, i A, i B ve i akım değerlerini bir de teorik olarak hesaplayarak sonuçları karşılaştırınız. 6) Teorik çevre akımları değerleri elde edildiğine göre, V 13 ve V 4 gerilimlerini teorik olarak hesaplayarak, önceden ölçtüklerinizle karşılaştırınız. TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 7

9 TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN FAKÜLTESİ Fizik Bölümü Elektronik-I Laboratuarı Protokolü Deneyin Adı: Doğru Akım ve Gerilim Ölçümleri Deneyin Kodu: EL 1-1 Tarih / / DENEY VEİLEİ: 1-) Her bir çevredeki eleman uçlarındaki gerilimleri yazınız. I.Çevre II.Çevre V 1 =... V 4 =... V =... V 3 =... V k =... V =... -) V 13 =...V, V 4 =...V 3-) İ A =...A, İ B =...A, İ =...A TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 8

10 ELEKTONİK-I LABOATUVAI ( EL 1 ) DEVELEİ KUAM : İçinden i(t) akımı geçen direnç (), sığa () ve self (L) uçları arasındaki gerilim, elemanların tanım bağıntıları gereği olarak tanımlanır. V = i(t), V = 1 t i(t) + dt + V (o ), VL = DEVESİ Şekil-1 deki devreye Vg(t) giriş gerilimi uygulandığında, sistemi i + 1 t idt + V (O + ) = V denklemi ile tanımlayabiliriz. Denklemin Homojen kısmı g i + (t) 1 t + idt + V ( ) = di L dt Şekil-1 denkleminin türevi alınarak, eşdeğer olan di 1 + i = dt denklemi elde edilir. τ = gevşeme süresi veya sistemin zaman sabiti olarak ifade edilmek üzere, akım t/τ i(t) = i e olarak elde edilir. Buna göre eleman gerilimleri t/ τ 1 V (t) = i(t) = i e, V (t) = i(t)dt + V olarak elde edilir. t ( + ) = i V g i t/ τ + [ 1 e ] + V ( ) A) Basamak Tepkisi Devreye, kondansatör başlangıçta boşken (Vc(+)=) Şekil- de görülen bir basamak fonksiyonu uygulanırsa V [ 1 ] t/ τ t/τ i e + i e = ve V / i = V o t = Şekil- t TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 9

11 elde edilir. Buna göre V = V e [ 1 e ] t/ τ t/τ, V = V olarak bulunur. Bu gerilimlerin davranışları Şekil-3 de verilmiştir. Devreye, kondansatör Vo gerilimi ile dolu iken (Vc(+)=Vo ) Vg= olan bir gerilim uygulanırsa ( giriş kısa devre edilirse ) t/ τ t/ τ = i e + i (1 e ) + ve i = V / elde edilir. Buna göre V = V e V t/ τ t/τ, V = Ve bulunur. Bu gerilimlerin davranışları Şekil-4 de verilmiştir. V o V V t = Şekil-3 V o V t = V t t B) Sinüs Tepkisi Şekil-4 Vg (t) = V os( ω t + φ) giriş geriliminin, i(t) = ios( ω t) akımını akıttığını varsayalım. Kompleks gösterimde kompleks eleman empedansları devrenin toplam empedansı, V Z = Z g = V Z + e j( ωt+ φ ) =,, i = i = = + olarak elde edilir. Sistemin çevre denkleminden V O e j( ωt+ φ ) = ( + e 1 jω jωt jω = jω jω 1 )i jω eşitliği elde edilir. Buradan VO VO io = = Z + 1/( ω ) ve tan( φ) = ω bulunur. Bu durumda sığa üzerindeki gerilimin genliği O olarak ifade edilir. Bu gösterimde e jωt olarak bulunur. V 1 V O = i = = V sin( ) 1 φ ω + ω TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 1

12 DENEY : 1) Devresinin Basamak Fonksiyonuna evabı Kare H1 H T ½ Şekil-1 Şekil- =1kΩ, =56nF, F=1,5kHz a) Şekil-1 deki devresini verilen uygun direnç ve kondansatör değerlerini kullanarak kurunuz, gerekli ayarlamaları yaparak Şekil- deki osiloskop görüntüsünü elde ediniz. b) T d 1/ yarılanma süresini ölçerek d d d T1/ = ln() τ ifadesinden τ yi bulunuz. c) τ k = yi hesaplayınız. d) Kuramsal ve deneysel sonuçları karşılaştırarak yorum yapınız. ) Devresinin Sinüs Fonksiyonuna evabı Sinüs H1 H Şekil-3 TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 11

13 a) Şekil-3 deki devreyi kurunuz. Dalga üretecinden genliği tepeden tepeye Vg=4V olacak şekilde giriş gerilimini ayarlayınız ve frekans taraması yaparak aşağıdaki tabloyu doldurunuz. Giriş gerilimini her ölçümde sabit tutunuz. (Alçak geçiren filtre) f(hz) k k 5 k 1 k k 5 k 1 k k 5 k Vg 4v 4v 4v Vco d Vco ın denel ve kuramsal değerlerini aynı yarı-logaritmik kağıda çiziniz. V k c = V 1+ ω Δ t Şekil-4 b) H1 ve H deki işaretler arasındaki deneysel faz farkını Şekil-4 deki gibi Δt yi ölçerek φ d = π Δt. f eşitliğinden bulunuz ve kuramsal değeri de hesaplayarak aşağıdaki tabloyu doldurunuz. f(hz) k k 5 k 1 k k 5 k 1 k k 5 k Δt * φd (rad) φ k (rad) φ nin denel ve kuramsal değerlerini aynı yarı logaritmik kağıda çizerek karşılaştırınız. tan( φ ) k =..ω ω =. π. f TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 1

14 TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN FAKÜLTESİ Fizik Bölümü Elektronik-I Laboratuarı Protokolü Deneyin Adı: Devreleri Deneyin Kodu: EL 1 - Tarih / / DENEY VEİLEİ: 1-) Devresinin Basamak Fonksiyonuna evabı: b) T 1/ d =... -) Devresinin Sinüs Fonksiyonuna evabı: a) f(hz) k k 5 k 1 k k 5 k 1k k 5k V g V co b) F(Hz) k k 5 k 1 k k 5 k 1k k 5k Δt TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 13

15 ELEKTONİK-I LABOATUVAI ( EL 1 3 ) L DEVELEİ - 1 KUAM : A) L DEVESİ L Şekil 1 deki devrenin çevre denklemi, di V g = L + i dt olarak elde edilir. di L + i = dt V g i Şekil-1 homojen denklemin çözümü τ = L/ olmak üzere, t/τ i(t) = i e t/ τ d t/ τ t/ τ V (t) = i(t) = i e, VL (t) = L (i e ) = i e dt olarak elde edilir. 1) Basamak Tepkisi Vg = Vö V vei = V = V,i() koşulları ile ikinci taraflı denklemin özel çözümünü aradığımızda = / bulunur. Buna göre eleman gerilimleri, V = V (1 e t/ τ t/τ ),VL = V e olarak elde edilir. V g =, i() = V/ koşulları ile ikinci taraflı denklemin özel çözümü arandığında Vö = = ve i V / bulunur. Buna göre eleman gerilimleri V = V e t/ τ t/τ,vl = V e olarak elde edilir. Davranış biçimleri Şekil- ve Şekil-3 de verilmiştir. TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 14

16 V V V L t t= V L t Şekil- Şekil-3 ) Sinüs Tepkisi Şekil-1 deki devre için ve jωt i= i e için Z L = jlω ve Z = + jlω olarak verilir. V V V Lω i = =, tan( φ) = Z + L ω olarak bulunur. / L = ω1 olmak üzere EL-B deki analiz aynen tekrarlanabilir. g = V e j( ω t+φ ) B) L DEVESİ SİNÜS TEPKİSİ L Şekil-4 teki devreye bir sinüssel gerilim uygulandığında kompleks gösterim olarak V g i j( ωt+ φ ) jω jω 1 V e = i ( jlω ) e + i e + i ( ) e jω eşitliği elde edilir. Buradan jω Şekil-4 i V = Z V = = 1 + j( Lω ) ω Lω 1 /( ω ) tan( φ ) = V 1 + ( Lω ) ω, eşitlikleri elde edilir. TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 15

17 Burada ω için i, φ π / veω için i, φ + / π olduğu gö-rülür. Arada bir noktada i maxsimum değeri alır; bu frekansa ω rezonans frekansı denir. ω = ω = 1/ L için, V i ) max =, tan( φ) = dır. Devre saf direnç gibi davranır. i ın ω 'ya bağlı davranış biçimi ( frekans tepkisi ) Şekil-5 de görülmektedir. Akımın maksimum değerinin 1/ katına düştüğü değerler yarı güç frekansları olarak bilinir. Bu koşul, = ( Lω 1/( ω)) halinde sağlanabilir.elde edilen sonuçlar ω = ω / τ ve ω = ω 1/ τ i i ) max / dir. ω 1 τ yaklaşıklığında 1ω ω ω = dir. i ) max / ω ω 1 ω ω Devrenin Q faktörü (kalite faktörü) Şekil-5 ω Q = ω ω 1 ω τ = = 1 L olarak tanımlanır. Q faktörü büyük olan devrenin, frekans tepkisi sivri olur ve böyle devreler frekans seçici devreler olarak kullanılır. TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 16

18 DENEY: 1) L Devresinin Basamak Fonksiyonuna evabı Şekil-1 deki L devresini kurarak, dalga üretecinin frekansını ayarlayarak osiloskop ekranında uygun şekli elde ediniz. Kare H1 L 4.7 mh H 7 Ω d a) T 1/ yarılanma süresini ölçerek T 1/ =ln.τ ifadesinden τ d yi bulunuz. Şekil-1 b) τk=l/ den, L nin değerini hesaplayınız. ) L Devresinde ezonans Şekil- deki devreyi kurunuz ve dalga üretecinin frekans ayarını kullanarak (uygun frekans aralığında), osiloskop ekranındaki sinüsoidal işaretin genliğinin, girişteki frekansla birlikte değiştiğini gözleyiniz. ( L=4,7mH, =4,7nF, =7Ω) Sinüs H1 L H Şekil- a) Genliğin max. olduğu rezonans noktasında, dalga üretecinin frekansını okuyunuz (fo). Bu noktanın solunda ve sağında genliğin 1/ katına düştüğü yarı güç frekanslarını okuyunuz (f1 ve f). b) Aşağıdaki frekans taramasını yaparak tablonun kalanını doldurunuz. f(khz) f 1 f o f Vçıkış c) Bu tablodan yararlanarak bir milimetrik kağıda Vçıkış - f grafiğini çiziniz ve bunun üzerinde yarı güç ve rezonans noktalarını gösteriniz. TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 17

19 TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN FAKÜLTESİ Fizik Bölümü Elektronik-I Laboratuarı Protokolü Deneyin Adı: L Devreleri - 1 Deneyin Kodu: EL 1-3 Tarih / / DENEY VEİLEİ: 1-) L Devresinin Basamak Fonsiyonuna Tepkisi: a) T d 1/=... -) L Devresinde ezonans: a) f o =... f 1 =... f =... b) f(khz) f 1 f f V ç TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 18

20 ELEKTONİK-I LABOATUVAI ( EL 1 4 ) L DEVELEİ - KUAM : L DEVESİ BASAMAK TEPKİSİ L Şekil-1 deki seri L devresinin çevre denklemi, V g di 1 = L + i + idt + V ( dt şeklinde verilebilir. Homojen denklem, türev alınarak, t + ) V g i Şekil-1 d i L dt di 1 + r + i = dt haline getirilir. Bu denklemin karakteristik denklemi α + α + L 1 L = dir Bu denklemin Köklerine göre, çözümleri üç tipte incelemek gerekir. τ = L /, üzere, /, Δ = 1/ ω = 1 L τ ω olmak i a) α1 α reel kökler varsa çözüm t t /τ Δt +Δt i = e [ Ae + Be ] Şekil- biçimindedir. Bu duruma aşırı sönüm durumu denir. Davranış biçimi Şekil- de görülmektedir. Bu durumda t= da i() ise, değerini alması için veya i()= ise maksimum değerini alması için uzun bir zaman geçmesi gerekmektedir. TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 19

21 b) α 1 = α reel katlı kök durumunda Δ = dır. Çözüm i i t = / τ e [ A + Bt] şeklindedir.bu duruma kritik çözüm durumu denir ve akım maksimum ve minimum değerleri arasında en kısa sürede değişir. Davranış biçimi Şekil-3 te görülmektedir. Kritik sönüm Şekil-3 t oluşma koşulu 1 Δ =, τ = ω veya K = L / olarak ifade edilir. c) * α 1 = α eşlenik kompleks kök durumunda e -t / τ / ω = ω 1 τ olmak üzere çözüm i = e t / τ jω jω [ Ae + Be ] veya Şekil-4 t / τ i = e cos( ωt + φ) şeklinde ifade edilebilir. Bu duruma sönümlü salınım durumu denir. Davranış biçimi Şekil-4 de görülmektedir. Şekil-1 deki devreye bir basamak fonksiyonu uygulandığında, yukarıdaki a, b, c durumlarından biri oluşur. Bu davranış zaman içinde eksponansiyel olarak azaldığından bunlara geçici rejim adı da verilir. TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11

22 DENEY: L Devresinin Basamak Fonksiyonuna Tepkisi Kare H1 L P H 4.7 mh Ω 5 kω 4.7 nf Şekil-1a Şekil-1b Şekil-1a daki L devresini kurarak; a) Potansiyometreyi max. açarak aşırı sönümü gözleyiniz. b) Potansiyometreyi ayarlayarak, kritik sönüm olayını gözleyiniz ve potansiyometreyi çıkararak değerini ölçünüz. k= L/ den kuramsal kritik direnci hesaplayarak deneysel değerle karşılaştırınız. c) Potansiyometreyi çıkararak devre üzerinde sadece direncinin kalmasını sağlayınız. Osiloskop ekranındaki sönümlü salınımların birisini (Şekil-1b), gerekli d ayarlamaları yaparak Şekil- deki gibi büyütünüz. Şekli uygun eksenlere yerleştirerek T 1/ yarılanma süresini ölçünüz. Buradan τ d = T 1/ /ln yi hesaplayınız. τ k = L/ yi hesaplayarak sonuçları karşılaştırınız. Büyük farkın sebebi ne olabilir? d) Sönümlü salınımların periyodunu ( T d ) ölçünüz. T k = π L ifadesinden kuramsal değeri hesaplayınız. e -t / τ Şekil- TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 1

23 TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN FAKÜLTESİ Fizik Bölümü Elektronik-I Laboratuarı Protokolü Deneyin Adı: L Devreleri - Deneyin Kodu: EL 1-4 Tarih / / DENEY VEİLEİ: L Devresinin Basamak Fonsiyonuna Tepkisi: a) k d =... b) T 1/ d =... c) T d =... TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11

24 ELEKTONİK-I LABOATUVAI ( EL 1 5 ) DOĞULTUU DİOD VE UYGULAMALAI KUAM : (a) (b) I d ideal p-n eklem diodu V e r d Şekil-1 V e V d Diodlar genel özellik olarak üzerinden yalnız bir yönde akım geçirebilen yarıiletken devre elemanlarıdır. A akımı doğrultan, uçları arasındaki gerilimi sabitleyen, gerilime bağlı olarak iç kapasitesini değiştiren, ışık yayan ve algılayan ve bunun benzeri özellikler gösteren diod çeşitleri mevcuttur. Doğrultucu olarak kullanılan p-n eklem diodu nun eşdeğer modeli ve yaklaşık belirtkin (karakteristik) eğrisi Şekil-1 (a) ve (b) de görüldüğü gibidir. Ve diod eşik gerilimi, rd diod dinamik direnci olarak adlandırılır. İletimdeki diod grafiğinin, teğetinin eğimi ( ΔI/ ΔV) = 1 / r d, teğetin ekseni kestiği nokta da Ve değerini verir. Pratikteki birçok uygulamada rd gözardı edilir. Ancak kullanılan gerilimler eşik gerilimine göre çok büyük değilse hesaba katılması gerekebilir. Anot Katot Şekil-. p-n eklem diodu sembolü ve diğer bazı diod çeşitleri. TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 3

25 DENEY: 1) İleri yönde kutuplamada Diod belirtkin eğrisi : I d -V Ω V d Şekil-1 bulunuz. Şekil-1 deki devreyi kurarak aşağıda verilen Vd değerlerine karşı gelen akımları V d (mv) I d Bir milimetrik kağıda I d -V d grafiğini çiziniz ve diod eşik gerilimini gösteriniz. ) Tam dalga doğrultucusu Şekil- teki devreyi kurarak Şekil-3 daki çıkış gerilimini gözleyiniz. Burada Vm ve Vr yi ölçerek VD=Vm-Vr ve δ = V / 3 V formülleri yardımıyla δ dalgalanma faktörünü hesaplayınız. r D 1K 1 μf Þekil-6 Şekil-3 V r Vm Şekil- Þekil-5 V tt = V kok = TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 4

26 TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN FAKÜLTESİ Fizik Bölümü Elektronik-I Laboratuarı Protokolü Deneyin Adı: Doğrultucu Diod ve Uygulamaları Deneyin Kodu: EL 1-5 Tarih / / DENEY VEİLEİ: 1-) İleri Yönde Kutuplanmada Diod Belirtkin Eğrisi: V d (mv) I d -) Tam Dalga Doğrultucu: V m =..., V r =... V tt =..., V kok =... TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 5

27 ELEKTONİK-I LABOATUVAI ( EL 1 6 ) ZENE DİOD KUAM : Zener diod ileri yönde kutuplandığında, doğrultucu diod gibi davranır. Ters yönde kutuplandığında ise uçları arasındaki Vz zener gerilimi civarında doğrultucu dioda göre büyük akımlar çekilmesine rağmen bozulmaz. Zener diod için Şekil-1 deki eşdeğer devre kullanılabilir. Buradaki rd dinamik direnci, akıma bağlıdır. Belli bir akımdan sonra yaklaşık sabit kalır. + Vz d DENEY : Şekil-1 Þekil-1 1) Zener diod belirtkin eğrisi a) İleri yönde kutuplama Şekil- deki devreyi kurarak aşağıdaki gerilimlere karşı gelen akımları ölçünüz. + Ω -V Þekil- Şekil- I d V d Vd (mv) : Id : b) Ters yönde kutuplama Şekil-3 deki devreyi kurarak aşağıdaki gerilimlere karşı gelen akımları ölçünüz. + 47Ω -1V V d I d V d Þekil-3 Şekil-3 Vd (V) : Id : c) Yukarıda elde edilen verilerle zener diodun belirtkin eğrisini çiziniz ve zener gerilimini (Vz) bulunuz. TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 6

28 ) Zenerli gerilim düzenleyici a) Şekil-4 deki devreyi kurunuz. b) Transformatör çıkışındaki gerilimin tepe değerini (Vo), tam dalga doğrultulmuş gerilimin tepe değerini (Vm), dalgalanma gerilimini (Vr), zener gerilimini (Vz) osiloskop yardımıyla ölçünüz. c) Vo ve Vm arasındaki farkı açıklayınız. d) VD ortalama doğru gerilimi ve ID ortalama doğru akımı, maksimum ve minimum akımları hesaplayınız. e) Yük direncinden akan akımı ve zenerden geçen ortalama, minimum ve maksimum akımları hesaplayınız. H1 47Ω H 1 μf 1K Þekil-4 Şekil-4 V D V r Vm Vz Şekil-5 Þekil-5 TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 7

29 TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN FAKÜLTESİ Fizik Bölümü Elektronik-I Laboratuarı Protokolü Deneyin Adı: Zener Diod Deneyin Kodu: EL 1-6 Tarih / / DENEY VEİLEİ: 1-) Zener Diod Belirtkin Eğrisi: a) İleri Yönde Kutuplanma: V d (mv) I d b) Ters Yönde Kutuplanma: V d (V) I d -) Zenerli Gerilim Düzenleyici: b) Vo=... Vm=... Vr=... Vz=... TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 8

30 ELEKTONİK-I LABOATUVAI ( EL 1 7 ) TANSİSTÖ BELİTKİN EĞİLEİ KUAM : Transistörlerin çalışması için belli bir doğru akımın baz-emiter ve buna bağlı olarak kollektör-emiter arasından akması ve baz-emiter ve kollektör-emiter arasında belirli gerilimler oluşması gerekir. Bu büyüklüklerden sadece ikisi bağımsızdır. Bu noktaya "doğru gerilim Q Q Q Q çalışma noktası" denir ve bu değerler VBE, IB, VE ve I ile gösterilir. Bu nokta civarında küçük genlikli alternatif işaretler için ayrıca vbe, ib, vce ve ic sembolleri kullanılır. "h" parametreleri gösteriminde, alternatif gerilim paremetreleri hie, hoe, hre ve hfe ile gösterilir. h = I / I = β ile gösterilir ve hfe den biraz farklıdır. FE B DENEY : I B 1 k I B 1 k 1) Giriş Belirtkenleri + Şekil-1 deki devre üzerinde aşağıdaki tabloda verilen değerleri ölçünüz. -V V BE V E -1 V Şekil-1 Þekil-1 VE= V iken IB (μa) : VBE(mV): ) Çıkış Belirtkenleri I B 1 k I B 1 k I Şekil- deki devre üzerinde aşağıdaki tabloda verilen değerleri ölçünüz. + -V V E -1 V Şekil- Þekil- TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 9

31 IB=1 μa : VE(V) : I(mA) : IB=15 μa : VE(V) : I(mA) : IB= μa : VE(V) : I(mA) : IB=5 μa : VE(V) : I(mA) : I B 1 k I B 1 k I I 1 k + -V V E -1 V Şekil-3 Þekil-3 3) β ölçümü V E =5 V iken Şekil-3 deki devre üzerinde aşağıdaki tabloda verilen değerleri ölçünüz. IB (μa) : I (ma): ) Yukarıda elde ettiğiniz değerlerle milimetrik kağıda grafikleri çiziniz. Q Q 5) I = 6 ma, V 5V. değerleri için c E = I ve V değerlerini grafikten bulunuz. Q B Q BE 6) Bu nokta civarında hie, hfe, hoe parametrelerini grafiklerden hesaplayınız. (Not: Bu yöntemle hre bulunamaz.) TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 3

32 TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN FAKÜLTESİ Fizik Bölümü Elektronik-I Laboratuarı Protokolü Deneyin Adı: Transistör Belirtkin Eğrileri Deneyin Kodu: EL 1-7 Tarih / / DENEY VEİLEİ: 1-) Giriş Belirtkenleri: (V E = V iken) I B (μa) V BE (mv) -) Çıkış Belirtkenleri: I B = 1μA V E (V) I (ma) I B = 15μA V E (V) I (ma) I B = μa V E (V) I (ma) I B = 5μA V E (V) I (ma) 3-) β Ölçümü: V E =4V I B (μa) I (ma) TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 31

33 ELEKTONİK-I LABOATUVAI ( EL 1 8 ) TANSİSTÖLÜ KUVVETLENDİİİ KUAM : Şekil-1 deki devre için doğru gerilim (D) koşulları : [ /( + )] I B /I B B1 = β, h IE B Vcc = I B B + V = β 5(mV)/I (ma) BE + V E B1 +V Alternatif gerilim (A) koşulları : a) E = (kondansatör yok, emiter dirençli devre) için, g = B [ h + (1+ h ) ][ / + h + (1+ h ) ] ie fe E { h /[ h + (1+ h ) ] }[ /( + )] KV = fe ie fe E y y b) E > (kondansatör var, E kondansatörlü devre) için, K g V = B = (h h fe ie /h /( ie B ie [ /( + )] ) B + h ie y ) y fe E B E Þekil-1 Şekil-1 E L y olarak verilir. DENEY : 1) Şekil- deki devrede Vcc=1 V için V E, V BE, V B, V B, V ve V E değerlerini ölçünüz ve buradan VE/E=Ic yi bulunuz. B yi hesaplayarak IB yi bulunuz. Bulduğunuz değerler yardımıyla, D koşullarından, β ve h IE yi hesaplayınız. B1 +V B E E Şekil- Þekil- TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 3

34 H1 B1 +V H B E E Þekil-4 Şekil-3 ) Şekil-3 deki devreyi kurunuz, E=1 μf için aşağıdaki frekanslara bağlı olarak ölçümleri yaparak tabloyu doldurunuz. Ölçümler sırasında Vg) tt = mv değerinde sabit tutarak Vc) tt değerlerini tabloya kaydediniz. 1 khz için giriş ve çıkış gerilimleri arasındaki faz farkını osiloskop ekranında gözleyerek çiziniz. f(hz) k 1 k 1 k k 5 k 1 M M Vg (mv) Vc K V vc) tt /vg) tt = ifadesinden yararlanarak deneysel K V değerlerini hesaplayınız. KV Hesaplanan Kv değerlerinin frekansa bağlı Grafiğini yarı-logaritmik kağıda çiziniz. 3) Düzgün bölge merkezinde yer alan 1 khz için elde edilen K V yi ve h ie =.... kω değerlerini kullanarak h fe yi hesaplayınız. 4) Şekil-3 deki devre üzerinden kondansatörü sökerek ( E = durumu), sadece f=1 khz için, vg ) tt = mv olacak şekilde Vc) tt yi ölçünüz. Buna ait deneysel K V yi hesaplayarak, kondansatör varken elde edilen değerle karşılaştırıp sonucu yorumlayınız. 5) h fe ve h ie yi kullanarak, E = için K V nin kuramsal değerini hesaplayınız ve deneyseli ile karşılaştırınız. TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 33

35 TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN FAKÜLTESİ Fizik Bölümü Elektronik-I Laboratuarı Protokolü Deneyin Adı: Transistörlü Kuvvetlendirici Deneyin Kodu: EL 1-8 Tarih / / DENEY VEİLEİ: 1-) V E =... V BE =... V B =... V B =... V =... V E =... -) f(hz) k 1k 1k k 5k 1M M V g (mv) V c 4-) V ) tt = TAKYA ÜNİVESİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTONİK-I LABOATUVAI 11 34