FİZİKSEL BÜYÜKLÜKLERİN ÖLÇÜLMESİ

Transkript

1 1 FİZİKSEL BÜYÜKLÜKLERİN ÖLÇÜLMESİ

2 2 UZUNLUK ÖLÇME

3 UZUNLUK ÖLÇME Tanımlar Uzunluk, belirli iki nokta arasındaki mesafe ya da fark olarak tanımlanabilir. Uzunluk Birimleri Birimi metredir. Metre, bir saniyenin 1/ i kadar bir sürede, ışığın boşlukta aldığı yolun uzunluğudur. Metre uluslararası bir kuruluş olan Sisteme International d'unites (SI); yani Uluslararası Birim Sistemi tarafından tanımlanmıştır. Bu uluslararası sistem Paris'te 1971 yılında toplanan "Ölçü ve Ağırlık Konferansında" belirlenmiştir. 3

4 UZUNLUK ÖLÇME - Birimler Uzunluk Birimlerinin Ast ve Üst Katları Uzunluk birimleri 10'ar 10'ar büyür ve küçülür. Uzunluk birimlerini birbirine çevirmek için yukarıdaki bir birime çevirmede bölme, aşağıdaki bir birime çevirmede çarpma işlemi yapmak gereklidir. 1m nin Üst Katları Alt Katları Birimin Adı Sembolü Metre Cinsinden Değeri Kilometre km 1 km = 1000m Hektometre hm 1 hm = 100m Dekametre dam 1 dam = 10 m Metre m 1m Desimetre dm 1dm = 0,1 m Santimetre cm 1cm = 0,01 m Milimetre mm 1mm = 0,001 m Metrenin ast ve üst katları 1 milyonda birine mikrometre(μm), 1 milyarda birine nanometre (nm), 1 trilyonda birine pikometre (pm) denir 4

5 UZUNLUK ÖLÇME Üskat ve Altkatları Adı Kısaltma Büyüklük kilo (kilo) km m hekto (hecto) hm 100 m deka (deca) Dam 10 m Metre (m) m 1m desi (deci) dm 1/10 m=10 1 m santi (centi) cm 1/100 m=10 2 m mili (milli) mm 1/1 000 m=10 3 m mikro (micro) μm 1/ m=10 6 m nano (nano) nm 1/ m=10 9 m piko (pico) sm 1/ m=10 12 m femto (femto) fm 1/ m=10 15 m atto (atto) am 1/ m=10 18 m 5

6 UZUNLUK ÖLÇME Çok Büyük Uzunluk Ölçümü Işık Hızı Çok daha büyük mesafeler için ışık hızı kullanılır. Işığın boşlukta bir saniyede aldığı yol m/s yani km/sa tir. Işığın bir yılda boşlukta aldığı yol Işık Yılı dır ve uzayda uzunluk birimi olarak kullanılır. Işık yılı, m dir. Dünya ve Ay arasındaki en büyük uzaklık 1,5 ışık saniyesidir. Dünya ile Güneş arasındaki ortalama uzaklık 8 ışık dakikasıdır. Güneş sistemimizi kuşatan Oort bulutu yaklaşık 2 ışık yılı çapındadır. Bize Güneş'ten sonra en yakın yıldız olan Proxima Centauri, 4,2 ışık yılı uzaklıktadır. Samanyolu galaksisinin çapı ışık yılı kadardır. Samanyolu'nun komşu galaksilerinden Andromeda, bize 2,3 milyon ışık yılı uzaklıktadır. 6

7 UZUNLUK ÖLÇME - Diğer Uzunluk Birimleri Denizcilikte, deniz mili (1852m), karada, kara mili(1609m), elektronik ve bilgisayar sektöründe monitörler için inç(2,54cm) kullanılması söylenebilir. Samsun - Ankara arası 450km 450km= m/1609m=279,67mil 55 ekran bir televizyonumuz varsa bu ekranın köşeden köşeye uzaklığının 55cm olduğu anlaşılır. 0,55/0,0254=21,65inç bulunmuş olur. Uzunluk Karşılığı 1 inç 2,54cm=0,0254 metre 1 ayak 30,48cm=0,3048 metre 1 yarda 91,44cm=0,9144 metre 1 kara mili 1609 metre 1 deniz mili 1852 metre Değişik uzunluk birimlerinin metre karşılığı 7

8 UZUNLUK ÖLÇME - Diğer Uzunluk Birimleri SI birim sisteminin dışında İngiliz birim sisteminde 1ft = 12in 1yd = 3feet 1yd = 36in Dünya çapında ölçüleri inç olarak verilen eşya ve malzemeler de vardır. Televizyon ve monitör ekranları, Tesisat boruları, Bilgisayar diskleri, Bisiklet ve otomobil jant çapları Ayrıca bazı ülkelerde insan ölçüleri de inç olarak verilir. 2 3 (2 ft 3 in) şeklinde verilen bir ifade; 2 feet 3 inç uzunluğu ifade etmede kullanılır. Uzunluk Metre karşılığı 1 inç 2,54cm 1 ayak 30,48cm 1 yarda 91,44 cm 8

9 UZUNLUK ÖLÇME Örnekler 3m = 300 cm 2500dm= 250 m 45nm = m 38mm = 3,8 cm 32in = 81,28 cm 250yd = 228,6 m 1525ft = 464,82 m 22denizmili = m 65karamili = m (1m=100cm) (1dm=10cm) (1nm=0, m) (1mm=0,1cm) (1in=2,54cm) (1 yard=91,44cm) (1feet=30,48cm) (1deniz mili=1852m) (1 karamili=1609m) 9

10 UZUNLUK ÖLÇME - Ölçü Aletleri Mezura Ahşap katlanabilir metre Lazermetre Arazi Tipi Şerit metre Şerit metre 10

11 11 KÜTLE ÖLÇÜMÜ

12 KÜTLE ÖLÇÜMÜ Tanımlar Kütle Yer çekimine bağlı olmayan, zamana, yere göre değişmeyen madde miktarıdır. m ile gösterilir. Birimi kilogram(kg) Ağırlık Cisme uygulanan kütle çekim kuvvetidir. G ile gösterilir. Dinamometre ile ölçülür. Birimi Newton dur ve kısaca N ile gösterilir. Ağırlık = Kütle x Yer çekimi ivmesi G = m x g (N = kgm/s 2 ) 12

13 KÜTLE ÖLÇÜMÜ - Birimler Kütle Birimleri CGS birim sistemi için kütle birimi gram(g), MKS birim sisteminde kütle birimi Kilogram(kg) dır. Standart ve tam doğru bir gram Sevr şehrinde korunmaktadır. Kütle birimleri 10 ar 10 ar büyür yada küçülür. Kütle Birimlerinin Dönüşümü 1 kg 1000 g 1g 1000 mg 1 ton 1000 kg 1 kental 100 kg Kütle birimlerinin birbirine dönüşüm tablosu Örnek: 2,5kg = 2500 g (1kg=1000g= 10 3 g) Örnek: 200mg = 0,2 g (1mg=0,001g= 10-3 g) Örnek: 14600g = 14,6 kg (1g=0,001kg= 10-3 kg) 13

14 KÜTLE ÖLÇÜMÜ Yoğunluk Birim hacminin (1cm 3 ) kütlesine denir. Diğer adı öz kütledir. Kütle, yer çekiminden bağımsız olduğundan öz kütle de yer çekiminden bağımsızdır. Öz kütle (yoğunluk) d ile gösterilir. m kütlesine sahip V hacmindeki bir maddenin öz kütlesi; d = m ile hesaplanır. V Öz kütlesi düşük olan en üste iken en yüksek olan en alttadır. 14

15 KÜTLE ÖLÇÜMÜ Örnek: 1500cm 3 lük hacme sahip bir altın külçenin kütlesini hesaplayınız. Altının öz kütlesi d=19,3g/cm 3 Öz kütle d = m V m = d. V = 19, = 28950g = 28, 95kg 15

16 KÜTLE ÖLÇÜMÜ Diğer Kütle Birimleri İngiliz Birim Sistemi Kütle Birimleri 1ounce(oz) = 28, gram 1 pound(lb) = 453,59237 gram 1 pound = 16 ounce 1 stone = 14 pound = 6, kg 1 short ton = 2000 lb = 907,18474 kg 1 long ton = 160 stone = 2240 lb = 1016, kg Değerli taşların kütlelerinin belirlenmesinde karat kullanılır. 1 karat=200mg Topkapı Sarayında sergilenen Kaşıkçı Elması 86Karat tır. Dünyanın en büyük elması olarak bilinen 105,602karatlık Işık Dağı ya da Kuh-i Nur adıyla tanınan elmas Hindistan'da bulunmuştur 16 ve bugün İngiltere Krallık Hazinesi'ndedir.

17 KÜTLE ÖLÇÜMÜ Ölçü Aletleri Kütle ölçümü için Terazi kullanılır. Teraziler, mekanik yada elektronik olarak üretilirler. Büyük kütlelerin ölçümünde Kantarlar kullanılır. Baskül denilen aletle de insanlar ve çeşitli eşyalar tartılır. Analog ve dijital baskül - Çengel kantar 17

18 KÜTLE ÖLÇÜMÜ Ölçü Aletleri Elektronik terazi, topuzlu kantar ve yaylı kantar 18

19 19 ALAN ÖLÇME

20 ALAN ÖLÇME - Tanımlar Alan, Yüzeyin kapladığı yer miktarını ölçen bir büyüklüktür. A yada S ile gösterilir. Birimi metrekare (m²) dir. Alan biriminin, geometrik biçimi karedir. Alan ölçü birimi metrekare 100 er 100 er büyür yada küçülür. Alan Birimleri Alan ölçü birimi olarak metrekare(m 2 ) kullanılır. Metrekare, kenarı 1m olan karenin alanıdır. Birimin Adı Sembolü Metrekare Cinsinden Değeri Kilometre kare km 2 1 km 2 = m 2 Hektometre kare hm 2 1 hm 2 = m 2 Dekametre kare dam 2 1 dam 2 = 100 m 2 Metre kare m 2 1m 2 Desimetre kare dm 2 1dm 2 =0,01 m 2 Santimetre kare cm 2 1 cm 2 = 0,0001 m 2 Milimetre kare Mm 2 1 mm 2 = 0, m 2 Metrekarenin ast ve süt katları 20

21 ALAN ÖLÇME 1cm 10mm olmasına rağmen 1cm 2 100mm 2 dir. 21

22 ALAN ÖLÇME Diğer Alan Birimleri SI birim sisteminin dışında inç 2, ft 2 ve yd 2 gibi alan birimleri ile günlük yaşantımızda daha çok tarımsal alan hesabı için kullanılan ar, dekar ve hektar gibi alan birimleri de vardır. 1ar = 100m 2 1dekar = 1000m 2 1hektar = 10000m 2 Örnek: 10ar = 1000 m 2 1ar=100m 2 =10m 2 Örnek: 15000m 2 = 1,5 ha 1ha=10000m 2 Örnek: 250yd 2 = 2250 ft 2 1yd 2 =9ft 2 Örnek: 0,25ft 2 = 36 in 2 1ft 2 =144in 2 Alan m 2 inç 2 ft 2 yd 2 1metrekare ( m 2 ) ,003 10, , inçkare (inchsquare) (in 2 ) 6,4516.l /144 1/1296 1ayakkare (foot square ) (ft 2 ) 9,2903.l ,111 1yardakare (square yard) (yd 2 ) 0, SI ve İngiliz Birim Sistemi Alan birimlerinin karşılaştırılması 22

23 ALAN ÖLÇME Örnek: 100m uzunluğa ve 60m genişliğe sahip futbol müsabakalarında kullanılan saha alanını m 2 ve dekar cinsinden bulunuz. Sahanın alanı Alan = = 6000m 2 1 dekar=1000m 2 olduğuna göre 6000m 2 =6dekar(dönüm) NOT: Kırklareli ili hektarlık alana sahipken Türkiye Cumhuriyeti nin yüzölçümü izdüşüm olarak ha = dekar (dönüm) dır 23

24 ALAN ÖLÇME Alan Hesapları A a B Kare Alan = a. a = a 2 a a D a C A b B Dikdörtgen Alan = Kısa kenar. Uzun kenar = a. b a a D b C A Üçgen Alan = Taban Kenarı.Yükseklik 2 = a.h 2 h B a C A b B Yamuk Alan = (Paralel kenarların toplamı.yükseklik) 2 = a+b.h 2 h D a C 24

25 ALAN ÖLÇME Alan Hesapları Daire Alan = π. r 2 Silindirik yapıya sahip nesnelerin kesitlerinin bulunmasında alan hesabı yapılır. Teknik olarak kumpas yada mikrometreler ile çap ölçümü yapıldığından dairesel yapıya sahip malzemelerin kesit hesabında çap kullanılır. r Kesit = π.d2 4 25

26 26 HACİM ÖLÇME

27 HACİM ÖLÇME Tanımlar Hacim; Maddenin uzayda kapladığı yere denir, V ile gösterilir. Birimi metreküp(m 3 ) tür. Hacim biriminin geometrik biçimi küptür. Hacim ölçü birimi metreküp 1000 er 1000 er büyür yada küçülür. Hacim Birimleri Hacim ölçü birimi olarak metreküp (m 3 ) kullanılır. Metreküp, kenarı 1m olan küpün hacmidir. Birimin Adı Sembolü Metreküp cinsinden değeri Kilometreküp km 3 1km 3 = m 3 Hektometreküp hm 3 1 hm 3 = m 3 Dekametreküp dam 3 1 dam 3 = 1000 m 3 Metreküp m 3 1m 3 Desimetreküp dm 3 1dm 3 = 0,001 m 3 Santimetreküp cm 3 1 cm 3 = 0, m 3 Milimetreküp mm 3 1 mm 3 = 0, m 3 Metreküpün ast ve üst katları 27

28 HACİM ÖLÇME Diğer Hacim Birimleri Örnek: 5m 3 = cm 3 1m 3 = cm 3 Örnek: 100m 3 = 0,1 dam 3 1m 3 =0,001dam 3 Örnek: 20cm 3 = 0,00002 m 3 1cm 3 =0,000001m 3 SI birim sisteminin dışında inç 3, ft 3 ve yd 3 gibi hacim birimleri ile günlük yaşantımızda sıvıların hacim hesabı için kullanılan litre, galon gibi birimler de vardır. Litre (lt) = 1dm 3 e denk gelen hacim birimidir. 1 Galon=3, litre 1 Varil=158,987 litre 1 varil = 42 galon NOT: 2012 yılında Türkiye de üretilen petrol miktarı 16,2milyon varil dir. Petrolün öz kütlesi 0,6-1gr/cm 3 aralığındadır yılı petrol üretimi 16,6 milyon varil dir. 28

29 HACİM ÖLÇME Diğer Hacim Birimleri 2012 yılında Türkiye de üretilen petrol miktarı 16,2milyon varil dir. Petrolün öz kütlesi (yoğunluğu) 0,6-1gr/cm 3 aralığındadır. 1 Varil=158,897 litre ye denk gelen hacim birimidir. Türkiye de 2012 yılında 80 doğalgaz üretim sahasında 280 adet kuyudan üretim yapılırken, 664,4 milyon m3 üretim yanında, 45,2 milyar m3 doğalgaz tüketildi. Türkiye de 2012 yılı Şubat ayı sonuna kadar ise toplam 138 milyon 303 bin 808 ton (974 milyon 351 bin 256 varil) ham petrol; 12 milyar 958 milyon 593 bin 457 metreküp doğal gaz üretilmiştir. Suudi Arabistan da 2009 yılında üretilen petrol miktarı 459,5 milyon tondur. NOT: Türkiye de İlk petrol 1945 yılında Batman Raman Dağında bulunmuştur. Suudi Arabistan da ilk petrol 1936 yılında tespit edilmiştir. 29

30 HACİM ÖLÇME Örnekler Örnek: 15lt = ml 1lt=1000ml Örnek: 60dm 3 = 600 dl 1dm=1litre 1lt=10dl 30

31 HACİM ÖLÇME Düzgün Olmayan Hacimlerin Ölçülmesi Sıvıların hacimleri cam silindir şeklinde ölçülendirilmiş dereceli kaplar yardımıyla ölçülür. beher adı verilen bu kapla litre cinsinden hacim ölçümü yapılır. Bir ölçü kabı sıvıların hacimlerinin ölçülmesinde kullanılabilir. Bu kap ile cup, sıvı once ve mililitre birimlerinde ölçme yapılabilir. Bir taş parçası gibi şekli düzgün olmayan bir cismin hacmini bulmak için sıvıların bazı özelliklerinden faydalanılır. Bir sıvı konulduğu kabın şeklini alır. Böyle bir sıvının içine sıvıda çözünmeyen bir cisim batırılırsa cismin hacmine eşit hacimde sıvı yer değiştirir. Yer değiştiren sıvının hacmi ölçülerek katı cismin hacmi bulunur. 31

32 HACİM ÖLÇME Alan ve Hacim Bulunduran Cisimler Alan ve Hacim Bulunduran Cisimler Prizma; alt ve üst tabanları paralel eş şekillerden oluşan cisimlere denir. Yan yüzeyleri taban düzlemine dik olan prizmalara dik prizma adı verilir. Küp, kare prizma, dikdörtgenler prizması, üçgen prizma, silindir, düzgün çokgen prizma gibi şekillerde karşımıza çıkar. Küp Kare prizma Alan = 6. a 2 Hacim = a 3 Dikdörtgenler prizması Alan = 4. a. h + 2. a 2 Hacim = a 2. h Alan = 2(a. h + a. b + b. h) Hacim = a. b. h a a a a a a a a a h a b h b a a b Elektrik malzemeleri arasında, bakır baralar, elektrik 32 panoları, galvaniz şeritler vb. malzemeler dikdörtgenler prizması şekline sahiptir.

33 HACİM ÖLÇME Alan ve Hacim Bulunduran Cisimler Elektrik panolarında verilen ölçü değeri mm cinsinden sırasıyla genişlik(w), yükseklik(h) ve derinlik(d) değerleridir. 33

34 HACİM ÖLÇME Alan ve Hacim Bulunduran Cisimler Silindirin Yüzey Alanı ve Hacmi Silindir Alan = 2. π. r 2 dairelerin alanı + 2. π. r. h dikdörtgenin alanı = 2. π. r(r + h) Hacim = π. r 2. h şeklinde hesaplanır. r r l h h r r Elektrik malzemeleri arasında, bakır iletken kablolar, topraklama elektrotları vb. kesiti olan silindir şekline sahiptir. Küre; kusursuz yuvarlak üç boyutlu geometrik bir şekildir. Yarıçapı r olan bir kürenin hacmi; r Hacim = 4 3 π. r3 ile hesaplanır. 34

35 35 AKIŞ ÖLÇME

36 AKIŞ ÖLÇME Tanımlar AKIŞ ÖLÇME Akışkan; akabilen madde anlamına gelmekteyken sıvı ve gazları içine alır. Akışkan maddeler, bulundukları kabın şeklini alır ve ağırlıkları nedeniyle kap cidarlarına kuvvet uygularlar. Su, yağ, cıva gibi maddeler akışkanlık özelliğine sahiptir. Bazı maddelerin akışkanlığı az iken bazı maddelerinki yüksektir. Akışkanların Özellikleri Sıvılar sıkıştırılamazlar. Bu nedenle üzerine uygulanan basıncı aynen iletirler. Gazlarda ise akışkanlık özelliği sıvılara göre biraz farklıdır. Gazların belli hacimleri olmadığı için bulundukları ortama yayılırlar. Molekülleri sürekli hareket halinde ve birbirlerine çarpmaktadırlar. Fakat gazlar sıvılardan farklı olarak sıkıştırılabilir. 36

37 AKIŞ ÖLÇME Viskozite, Akmazlık Akıcılık Teknik dilde viskozite (akmazlık, ağdalık) olarak ifade edilir. Akışkanlığı iyi olan sıvıların viskozitesi düşük, akışkanlığı kötü olan sıvıların viskozitesi ise yüksektir. Üsteki madde alttaki maddeden daha düşük viskoziteye sahiptir. Viskozitesi düşük olan bir maddeye düşen bir cisim viskozitesi büyük olana göre daha fazla madde sıçratır. Viskozitesi yüksek olan maddenin akıcılığı azdır. Vizkozitesi düşük olan sıvıların akışı yüksek olana göre daha fazladır. Süt ve su viskozite örneği. Yüksek viskoziteye sahip sıvılar aynı hızda dökülür böyle bir sıçrama yapmaz. 37

38 AKIŞ ÖLÇME Tanımlar Deneyin 18 Ekim 2015 deki görüntüsü Deneyin 08 Ekim 2016 daki görüntüsü Zift sudan yaklaşık olarak 230milyar kat daha büyük viskoziteye sahiptir. Şekildeki zift 1927 yılında huni içerisine yerleştirilmiş ve ilk damla 1 Aralık 1938 yılında kaba düşmüştür. Nisan 2014 e kadar 9 damla düşmüştür. 38

39 AKIŞ ÖLÇME Akış Ölçme Birimleri Akışmetre veya debimetre, gaz, sıvı ve buhar gibi akışkanlığı olan ve bir tesisat üzerinden geçen maddeleri, "birim miktar/birim zaman" cinsinden, mekanik ya da elektronik olarak ölçen cihazdır. Debi (akış) ölçümü hacimli akış hareketinin miktarıdır. Akış ölçümü birimleri; litre/saniye, metreküp/saniye, metreküp/saat, kg/s, ton/saniye şeklindedir. Akış yada çeşitli şekillerde ölçülebilir. Mekanik olarak akış ölçümü, Isıl iletim ile akış ölçümü, Elektromanyetik akış ölçümü, Ultrasonik akış ölçümü, Fark basıncının ölçülmesi ile akış ölçümü. 39

40 AKIŞ ÖLÇME Akış Ölçme Yöntemleri Pozitif yer değiştirmeli ölçerlerde temel prensip, yer değiştiren akışkan hacmini ölçmektir. Ölçerin toplam devir sayısı, geçen toplam hacmin ölçülmesini sağlar. Su sayacının iç yapısı Elektromanyetik akış ölçerde, manyetik alanda akan elektriksel bir akışkan, Faraday kanununa göre üzerinde elektriksel gerilim oluşturur. Oluşan gerilim akışkan hızı ile orantılıdır. 40

41 AKIŞ ÖLÇME Akış Ölçme Yöntemleri Diferansiyel basınç ölçerlerde cihaz üzerindeki farklı kesitte basınç farkı ölçülerek hidrodinamik teori yardımıyla debi hesaplanır. Kullanılan yöntemler, Ventürimetre Lüle Orifis dir. 41

42 AKIŞ ÖLÇME Akış Ölçme Yöntemleri Ultrasonik akış ölçerler; sesin yayılma frekansının akan ortamın meydana getirdiği frekans kayması ilkesine göre çalışırlar. Bu uygulama Dopler etkisine dayanır. Akışkanın içine gönderilen frekansı bilinen bir ultrasonik ses, akışkanın içindeki partiküller, hava kabarcıklarından yansıyarak geri döner. Dönen sinyalin frekansındaki değişiklik akışkanın hızı ile orantılıdır. 42

43 AKIŞ ÖLÇME Akış Ölçme Yöntemleri Isıl debi ölçümünde; hareket eden akışkanın iki noktası arasındaki taşınan ısı miktarının kütlesel debi ile doğru orantılı olmasından yararlanılır. 43

44 44 SICAKLIK ÖLÇME

45 SICAKLIK ÖLÇME Tanımlar Isı Isı Termodinamiğin en önemli kavramlarından biridir. Belirli sıcaklıktaki bir sistemin sınırlarından, daha düşük sıcaklıktaki bir sisteme, sıcaklık farkı nedeniyle transfer edilen enerjidir. Isı da iş gibi bir enerji transfer biçimidir. Isı ve iş, hiçbir cisimde depo edilemez, ancak sistem sınırlarında ve geçiş halinde iken belirlenebilir. Kalorimetre ile doğrudan ölçülebilir ya da termodinamik yasalarıyla matematiksel olarak hesaplanabilir. Isı birimi iş birimi ile aynıdır, yani joule(j) dür. 45

46 SICAKLIK ÖLÇME Sıcaklık Sıcaklık, Bir maddenin ısıl durumunu belirten, "ısı geçişine neden olan etken" olarak da tanımlanmaktadır. ISI Kalorimetre kabı ile ölçülür. Enerji çeşididir. Enerji birimleri (kalori joule) kullanılır. SICAKLIK Termometre ile ölçülür. Enerji değildir. Birimi derecedir. Santigrad, Fahrenheit (fahrenayt), Kelvin, Rankine, Reomür dereceleri kullanılır. Isı ve sıcaklığın karşılaştırılması 46

47 SICAKLIK ÖLÇME Sıcaklık Birimleri Sıcaklık ölçü aletlerine Termometre denilmektedir. Sıcaklık birimleri santigrad, fahrenheit (fahrenayt), kelvin, rankine ve reomür dereceleridir. Yaygın olarak kullanılan sıcaklık göstergeleri celsius ( C), bölüntülü termometrelerdir. Celsius skalasında buz saf suyun erime sıcaklığı sıfır (0 C), kaynama sıcaklığı ise yüz (100 C) kabul edilmiştir. İngiliz milletler topluluğu ve Amerika Birleşik Devletleri gibi bazı ülkelerde kullanılmakta olan fahrenheit ( F) termometre ölçeğinde ise, saf suyun donma ve kaynama noktalarına sırasıyla 32 F ve 212 F değerleri verilmiştir. Celsius ve fahrenheit dereceleri arasında; t = t 32 1,8 ve t = 1, 8. t + 32 vardır. 47

48 SICAKLIK ÖLÇME Diğer Sıcaklık Birimleri Kelvin(K) ve Rankine ( Ra) mühendislik bilimindeki hesaplamalarda kullanılan sıcaklık dereceleridir. Kelvin, teorik olarak erişilebilecek en düşük sıcaklık olan - 273,15 C'yi mutlak sıfır noktası kabul etmiştir. Termodinamik hesaplamalarda Kelvin kullanılır. Rankine ölçeği mutlak sıfırı fahrenheit sıcaklık biriminde 459,67 F olarak kabul eder. Reomür( Re) ölçeğinde, 0 Re donma noktası, 80 Re kaynama noktası alınarak 80 eşit parçaya bölünmüştür. Kelvin Celsius Fahrenheit Rankine Mutlak sıfır 0K -273,15 C -459,67 F 0 R Suyun donma noktası 273,15K 0 C 32 F 491,67 R Suyun kaynama noktası 373,15K 100 C 212 F 671,67 R Sıcaklık birimlerinin karşılaştırılması 48

49 SICAKLIK ÖLÇME Örnekler t = 1, 8. t + 32 t = t 32 1,8 (celsius u fahrenayt a dönüştürme) (fahrenayt ı celsius a dönüştürme) Örnek: 22 C = 71,6 F Örnek: -5 C = 23 F Örnek: 75 F = 23,889 C Örnek: -18 F = -27,778 C Örnek: 95 C = 368,15 K Örnek: 250K = -23,15 C 49

50 SICAKLIK ÖLÇME Sıcaklık Ölçü Aletleri Sıcaklık ölçümünde kullanılan termometreler; Temaslı yada Temassız olarak kullanılırlar. Temaslı tip olanlarda Cihaz sıcaklığı ölçülen nesne veya maddeyle fiziksel olarak temas eder. Bu yöntem katı, sıvı ve gazlar için kullanılabilir. Tipik bir temaslı algılayıcı, bir algılayıcı eleman, kontaklar ve koruyucu kılıftan meydana gelir. Isıl genleşme yöntemini kullanan Cıvalı ve Bimetalik termometreler, Isı ile direnç değişimini kullanan Termistör ve RTD li termometreler, yarı iletken yapılı elektronik termometreler, Sıcaklık ile elektrik üretimini esas alan Termokupl (ısılçift) termometrelerdir. 50

51 SICAKLIK ÖLÇME Sıcaklık Ölçü Aletleri Temassız Sıcaklık Ölçü Aletleri Temassız tip olanlar Yayılan cisimden elektromanyetik enerjiyi algılayarak ölçüm yaparlar. Eğer nesne veya ortam hareket ediyorsa, düzensiz bir şekli varsa veya bir algılayıcının teması ölçülen değerin doğruluğuna zarar verecekse bu durumlarda temassız ölçüm yapılmalıdır Genellikle IR (Infrared: Kızılötesi) algılama araçları kullanılmalıdır. 51

52 SICAKLIK ÖLÇME Sıcaklık Ölçü Aletleri Temaslı Sıcaklık Ölçü Aletleri Yaygın olarak kullanılan termometreler cıvalı yada alkollüdür. Çalışma esası sıvıların genleşme esasına dayanır. 52

53 SICAKLIK ÖLÇME Sıcaklık Ölçü Aletleri Temaslı Sıcaklık Ölçü Aletleri Madeni (metal) termometreler ise bimetal elemanlıdır. Bimetal eleman uzama katsayısı farklı iki metalin birleştirilmesi ile oluşan elemandır. Sıcaklığı algılayan kısım bimetalden yapılmış helezon şeklinde bir yay olduğu için uzama farkından dolayı eğilen metalin bir değer göstermesi ile ölçüm gerçekleşir. Uzama katsayıları farkından dolayı dönme hareketi oluşur. Bimetal malzeme 53

54 SICAKLIK ÖLÇME Sıcaklık Ölçü Aletleri Temaslı Sıcaklık Ölçü Aletleri Bimetal malzeme ile sıcaklık ölçümü Termostat kontrol 54

55 SICAKLIK ÖLÇME Sıcaklık Ölçü Aletleri Endüstride yüksek dereceli sanayi fırınlarının sıcaklıklarını ölçmek için özel adı pirometre olan aletlerden yararlanılır. Yüksek dereceli fırının içerisine termometre konulamayacağı için pirometre denilen alet geliştirilmiştir. Aletin sıcaklığı algılayan kısmı fırının içinde, ölçme yapan kısmı ise fırının dışındadır. Sıcaklığı algılayıcı kısmı termokupl elemanlıdır. 55

56 SICAKLIK ÖLÇME Sıcaklık Ölçü Aletleri Temassız Sıcaklık Ölçü Aletleri Sıcaklık ölçümlerinde uzaktan ölçme yapan infrared termometreler de yaygınlaşmaktadır. Çünkü ulaşılması zor olan ya da tehlikeli olan elektrik hatları, yüksek ısılara sahip elektrikli cihazlar, ısıtma soğutma sistemleri gibi geniş bir alanda sıcaklık ölçümü gerekmektedir. Bu termometrelerle bir yüksek gerilim hattının sıcaklığı yerden ölçülebilmektedir. 56

57 57 KESİT VE ÇAP ÖLÇÜMÜ

58 KESİT VE ÇAP ÖLÇÜMÜ Tanımlar Çap Bir çemberin merkezinden geçen ve çemberi iki eşit parçaya bölen doğru çizgisine verilen addır ve yarıçapın 2 katı uzunluğundadır. π ile çarpılırsa o çemberin çevresi bulunur. Silindirik yapıdaki cisimlerin kesit hesabı için çap ölçümü gereklidir. Anlaşıldığı üzere kesit alan ile çap uzunluk ile ifade edilen farklı kavramlardır. Mühendislik bilimlerinde yarıçap r, çap d ile gösterilir. Ölçülendirmelerde r=10, yarıçapı 10mm ve Φ=20 yada d=20 çapı 20mm olan dairesel büyüklüğü ifade etmede kullanılır. 58

59 ÇAP ÖLÇÜMÜ Tanımlar Kesit Cisimlerin enlemesine yada boylamasına kesilmesi ile elde edilen yüzeyinin alanına denir. Elektrikte daha çok silindirik (kablo iletkenleri, bobin), kare yada dikdörtgen (topraklama şeritleri, baralar) kesitli malzemeler kullanılır. Kesiti ifade etmede alan birimlerinden daha çok mm 2 kullanılır ve kesit S harfi ile gösterilir. Yarıçap yerine çap ölçümü yapıldığından kesit hesabında çap ifade kullanılır. Çapı belli olan bir silindirin kesiti; Kesit = S = π.d2 4 Kesiti belli olan bir silindirin çapı Çap = d = 4.S π Yaklaşık olarak d = 1, 13. S dir. 1,5mm2 lik iletken çapı d 1 = 4.S 1 = 4.1,5 π π = 1, 382mm ile hesaplanır. d 1 = 1, 13. S 1 = 1, 13. 1, 5 d 1 = 1, 384mm 59

60 KESİT VE ÇAP ÖLÇÜMÜ Çap Ölçü Aletleri Çap ölçümünde kumpas ve mikrometre kullanılmaktadır. Mikrometreler Ölçme hassasiyeti kumpasa göre daha fazla olan iç çap, dış çap ve derinlik ölçümü için kullanılan aletlerdir. Mikrometre ile milimetrenin yüzde biri bazen de yapılışına göre milimetrenin binde biri mertebesinde ölçüm yapılabilir. Dönen bir vida sistemine göre çalışır. Çapı ölçülecek cisim, vida milinin ucu (hareketli uç) ile gövdesinin ucu (sabit uç) arasına sıkıştırılarak ölçüm yapılır. Dış çap mikrometresi 60

61 KESİT VE ÇAP ÖLÇÜMÜ Çap Ölçü Aletleri Kumpas İş parçalarında uzunluk, iç çap, dış çap ve derinlik ölçmede kullanılan Ölçme hassasiyeti ölçen kişiye bağlıdır. Verniyer Kumpas Kumpasın (vernier caliper) parçaları 1. Dış çap çene: Bir cismin dış çapını yada genişliğini ölçmede kullanılır. 2. İç çap çene: Bir cismin iç çapını ölçmede kullanılır. 3. Kılıç (Derinlik ölçer): Bir cismin yada çukurun derinliğini ölçmede kullanılır. 4. Ana cetvel: mm olarak işaretlenmiş cetvel 5. Ana cetvel: inç olarak işaretlenmiş cetvel 6. 1/10mm veya daha iyi ara ölçümleri veren verniyer 7. İnç bölmelerinde ara ölçümleri veren verniyer 8. Kilit mandalı: Ölçmenin kolaylıkla elde edilebilmesine için verniyer hareketini engellemede kullanılır. 61

62 KESİT VE ÇAP ÖLÇÜMÜ Çap Ölçü Aletleri Kumpas Kullanımı Örnek: Aşağıdaki kumpasın ölçtüğü çapı hesaplayınız. Ana cetvelin sıfır göstergesine bakılırsa 23mm yi biraz geçtiği görülür. Yani ölçüm sonucu 23 ile 24mm arasında olacağı anlaşılır. Verniyer cetveli üzerindeki çizgi ile ana cetvel üzerindeki çizgilerin çakıştığı noktanın 7 ile gösterilen çizgi olduğu görülür. Bu değer daha önce elde edilen 23mm lik değerin üzerine eklenecek değerin 0,7mm olduğunu gösterir. O halde ölçülen uzunluk değeri: Ölçüm değeri = , 7 = 23, 7mm olur. 62

63 KESİT VE ÇAP ÖLÇÜMÜ Çap Ölçü Aletleri Mikrometre Kullanımı Mikrometreler; analog ve dijital olmak üzere iki çeşittir. Bu ölçü aletleri mekanik kumandalı vida-somun sistemine göre çalışır. Kumpaslara oranla okuma hassasiyetleri daha fazladır. Vida ve somun sistemine göre ilerleme hareketi yapan vidalı milin bir devirdeki ilerleme miktarı, vida adımına göre ayarlanabilir. Dış çap mikrometresi İç çap mikrometresi Derinlik mikrometresi 63

64 KESİT VE ÇAP ÖLÇÜMÜ Çap Ölçü Aletleri Mikrometre Kullanımı Örnek: Aşağıdaki mikrometrenin ölçtüğü çapı hesaplayınız. Yatay milimetrik ölçekte her bir çizgi 0,5mm olduğuna göre 2mm nin üzerinde bir değer olacağı anlaşılır. Yüzük ölçek üzerinde yatay çizgi ile kesişen nokta 25 ile 30 arasında 28 değerini gösterir. Bunun anlamı 0,28mm lik değerin ilk değere eklenmesi demektir. Ölçüm değeri = 2 + 0, 28 = 2, 28mm Yatay milimetrik ölçekte her bir çizgi 0,5mm olduğuna göre 5,5mm nin üzerinde bir değer olacağı anlaşılır. Yüzük ölçek üzerinde yatay çizgi ile kesişen nokta 25 ile 30 arasında 28 değerini gösterir. Bunun anlamı 0,28mm lik değerin ilk değere eklenmesi demektir. Ölçüm değeri = 5, 5 + 0, 28 = 5, 78mm 64

65 KESİT VE ÇAP ÖLÇÜMÜ Çap Ölçü Aletleri Mikrometre Kullanımı Mikrometre Kullanımında Dikkat Edilecek Hususlar Mikrometre darbelerden korunmalı. Mikrometre su, yağ ve sprey içinde kullanılmamalı. Mikrometre uzun süre kullanılmayacaksa pilleri çıkarılmalı. Temizleme aracı olarak tiner ve benzin gibi maddeler kullanılmamalı. İyi bir ölçme için iş parçasının ısısı ile mikrometrenin ısısı arasında fark olmamalıdır. (Ani ısı değişimi ve yüksek ısı mikrometreye zarar verir.) 65

66 66 HIZ VE DEVİR ÖLÇÜMÜ

67 HIZ VE DEVİR ÖLÇME Tanımlar Hız; bir cismin birim zamanda alınan yola denir. Hareketlinin herhangi bir andaki hızına Ani Hız, yol boyundaki hızların ortalamasına da Ortalama Hız adı verilir. Hız Nedir? Sürat Nedir? Hız, vektörel bir büyüklüktür; yönü ve büyüklüğü ile ifade edilir. Hız birimleri, SI birim sisteminde m/s, İngiliz ölçü sisteminde 1ft/sn=30,6cm/s veya 1mil/saat=1,6km/sa tir. Yaygın olarak kullanılan hız birimi 1 saatte alınan yolu kilometre cinsinden ifade eden kilometre/saat'tir. Kısaca km/sa olarak gösterilir (1m/sn=3,6km/sa). Hız V = X t (m/s) X, alınan toplam yolu (m) t, toplam zaman (s) 67

68 HIZ VE DEVİR ÖLÇME Tanımlar Serbest düşen bir cismin parabol çizerek kazandığı hızı düzgün değişen ve artan hız, düz bir yolda 70km/sa sabit hızla giden arabanın hızı sabit hız, yukarıya doğru düşey olarak fırlatılan bir cismin hızı ise düzgün değişen ve azalan hızdır. Yürüyen bir insanın hızı 5km/sa, ses hızı havada yaklaşık 340m/s=1224km/sa=1mach, ışık hızı ise yaklaşık olarak km/s'dir. Dünyanın en hızlı kara hayvanı olan Çitanın hızı 120km/sa iken en hızlı insan hızı 37km/sa tir. 68

69 HIZ ÖLÇME Tanımlar Bazı Hareketlilerin Erişebildiği En Büyük Hızlar İnsan (100 m'lik yolda) 37 km/sa. (Anlık hız 42km/sa) Bisiklet 40 km/sa Yarış atı 70 km/sa Leopar 96 km/sa Balık 109 km/sa Çita 120 km/sa Kuş 360 km/sa Otomobil 431 km/sa Yarış motorsikleti 513 km/sa Tren (Maglev) 581km/sa Özel sürat otomobili 1227 km/sa Ses hızı 1235km/sa Tabanca mermisi (Namludan çıkış hızı) 3500 km/sa Uçak, 3 mach=3564 km/sa İnsanlı uzay aracı km/sa İnsansız uzay aracı km/sa Dünyanın ekvator üzerindeki çizgisel hız ise 1667 km/sa'tir. Dünyanın en hızlı kara hayvanı 2009 yılında 100m yi 6,01sn de koşan dişi çita Sarah tır. Koşu sırasında 3sn den az bir zamanda 100km/h hıza çıkmış ve maksimum hızı 119km/sa olmuştur. Hayvanın maksimum hızı m/sn cinsinden 33,056m/s dir. 69

70 HIZ VE DEVİR ÖLÇME Hız Birimleri En çok kullanılan birim metre/saniye'dir, m/s ile gösterilir. Eğer zaman saat olarak alınırsa yol kilometre olarak alınmalıdır. Bu durumda birim km/sa (km/h) olur. SI birim sisteminin kullanılmadığı ülkelerde mil/sa, knotts, feets/dak, feet/s gibi birimler de vardır. HIZ BİRİMLERİ 1 km/h 0,62140 mil/h 1 km/h 0,53996 knotts 1 km/h 54,680 feet/dak 1 mil/h 1,609 km/h 1 mil/h 88 feet/dak 1 mil/h 0,86898 knotts Hız birimlerinin karşılaştırılması 70

71 HIZ VE DEVİR ÖLÇME Felix Baumgartner 14 Ekim 2012 tarihinde 39000m yükseklikten dünyaya atlayıp 833,9mph (1342km/h) hıza ulaşarak dünya rekorunu kırmıştır. Google'un üst düzey yöneticisi Alan Eustace, 24 Ekim 2014 te 41km (41000m) yükseklikten yeryüzüne atlayarak Felix Baumgartner'ın bu alandaki rekorunu kırdı ve yeni bir rekora imza attı. Hızı 1322km/h oldu. 71

72 HIZ VE DEVİR ÖLÇME Ölçü Aletleri Hızı ölçen aletler hangi alanda ölçüm yapıldığına göre değişir. Anemometre; rüzgar yada hava hızı ölçer. Birimi m/s, km/h, knotts, feet/dak dır. 72

73 HIZ VE DEVİR ÖLÇME Ölçü Aletleri Hız radarı; hareketli cisimlerin hız ölçümünde kullanılan cihazlarıdır. Radar kelimesi, Radyo Algılama ve Menzil Tayini ifadesinin İngilizce karşılığının (RAdio Detecting And Ranging) kısaltmasıdır. Radar, uzaktaki nesneleri radyo dalgalarının yansıması yardımıyla tespit eden cihazlardır. 73

74 HIZ VE DEVİR ÖLÇME Devir Ölçümü Tanımlar Devir, bir cismin birim zamanda yaptığı tur sayısına denir. Tur ile döner cismin kendi etrafındaki 360 lik dönüşü kastedilmiştir. Takometre(turmetre); döner makinelerde (elektrik motoru, motorlu araçlar) dönme hızının (devir) ölçümünde kullanılan hız ölçüm aygıtıdır. Elektrik motorunun milinin, araba motorunun yada hard disk, DVD gibi bilgisayar donanımlarının dönme sayısını ifade etmek için 'tur' birim olarak kullanılabilmektedir. Bunun yanında devir/dk (d/d) da yine devir sayısını ifade eder. Bunu ifade için RPM kısaltması kullanılır. RPM'nin anlamı Revolution Per Minutes'dir, yani dakika başına oluşan devir demektir. Devir sayısı r/min, veya r min 1 şeklinde de gösterilir. Temaslı yada temassız şekilde ölçüm yapabilen takometreler üretilmektedir. Ölçüm yöntemine göre takometreler; takojeneratörler (AC ve DC), palsli takometreler (mekanik ve optik), stroboskoplardır. 74

75 HIZ VE DEVİR ÖLÇME Ölçü Aletleri Takometre(turmetre) Takoüreteç, takogeneratör Palsli takoüreteç, enkoder Stroboskop 75

76 76 BASINÇ ÖLÇÜMÜ

77 BASINÇ ÖLÇME Tanımlar Basınç, birim yüzeye (m 2 ) etki eden kuvvete (F) denir. Kuvvetin kaynağı ne olursa olsun bütün yüzeye etki eden toplam kuvvet F ve yüzeyin alanı A ile gösterilirse akışkanın basıncı P aşağıdaki gibi tanımlanır. P = F A N m 2 Basıncın birimi N/m 2 (Pascal) olarak ifade edilir. Akışkan maddeler, bulundukları kabın şeklini alır ve ağırlıkları nedeniyle kap cidarlarına kuvvet uygularlar. Basınç, akışkanın bulunduğu yüzeylerden birine uygulanırsa, basınç değerinden hiçbir şey kaybetmeden aynen iletilir. 77

78 BASINÇ ÖLÇME Birimler SI birim sistemine göre basınç birimi Pascal dır. Teknik sistemlerde daha çok atmosfer birimi kullanılır. Bir atmosfer (1atm), +4 C de bir metre yüksekliğindeki su sütununun bir santimetre karesine etkiyen basınçtır. Atmosfer basıncı yaklaşık 1Bar değerine eşittir. Günlük yaşantıda kullanılan psi (Per square inç yani 1inç kare başına düşen basınç) gibi basınç birimleri de kullanılmaktadır. eder? Örnek: 240milibar kaç kilo paskal (kpa) 1bar = 1000milibardır. 240milibar 240/1000 = 0, 24bar olur. 1bar 0,24bar 100kPa ise x kpa eder x = , 24 = 24kPa Basınç Birimlerinin Birbirine Dönüşümü 1 Pa 1N/m 2 1 Atm 1,01325 bar 1 Atm 101,325 kpa 1 Atm 14,69595 psi 1 bar 100kPa= Pa 1 bar 14,50377psi 78

79 BASINÇ ÖLÇME Birimler Basınç, temel olarak mekanik bir kavram olup kütle, uzunluk ve zaman ölçüleri ile tanımlanabilir. Yükseklik ile basınçtaki değişim, yoğunluk ve yerçekimi ivmesi ile orantılıdır. dp = ρgdh ρ ortamın yoğunluğu, g yerçekimi ivmesi ve dh dikey yükseklik değişimidir. 79

80 BASINÇ ÖLÇME Ölçü Aletleri Basınç ölçümünde kullanılan ölçü aletleri mekanik yada elektronik yapıda olabilir. Manometreler, U manometre ve bourdon tüplü manometreler mekanik yapıdadır Straingauge, piezoelektrik malzeme bulunduran basınç ölçerler elektronik yapıdadırlar. Manometreler; akışkanların basınçlarını ölçmek için kullanılır. U manometre, U şeklinde kıvrılmış, cam veya plastik gibi malzemelerden yapılmış dairesel kesitli şeffaf bir borudur. 80

81 BASINÇ ÖLÇME Ölçü Aletleri U manometrenin yapısı Seviyeler arasındaki toplam fark h, basıncı ileten akışkan yoğunluğu ρ f, manometrede kullanılan sıvının yoğunluğu ρ m ve yerçekimi ivmesi g ise basınç farkı; p a ghρ m = p ghρ f p p a = gh(ρ m ρ f ) Havanın yoğunluğu ρ hava = 1, kg/m 3 Suyun yoğunluğu ρ su = 1000kg/m 3 81

82 BASINÇ ÖLÇME Ölçü Aletleri Bourdon tüpleri, basınç ölçümünde en çok kullanılan yapılardır. Metal alaşım çelik veya prinç malzemelerden yapılmış ve bir ucu basınç ölçümü için açık diğer ucu kapalı eliptik şekilde bükülmüş C şekilli boru yapıdadırlar. Açık ucundan basınç yada vakum uygulandığında ucu açılarak (basınç) yada büzülerek (vakum) şekil değişimine uğrar. 82

83 BASINÇ ÖLÇME Ölçü Aletleri 83

84 BASINÇ ÖLÇME Ölçü Aletleri Basınç ölçümü; metallerin gerilmeye bağlı olarak boyunun uzaması ve buna bağlı olarak direncinin değişimine indirgenerek gerçekleştirilebilir. Bir strain-gauge (gerilme ölçer); direnci uygulanan gerginliğin fonksiyonu olan bir rezistif elastik algılayıcıdır. Bir silikon diyafram basınç algılayıcısı, elastik malzeme olarak ince silikon diyafram ve diyaframın içine dağıtılarak yerleştirilmiş katkı malzemelerinden yapılmış strain-gauge dirençlerinden oluşur. Dirençteki değişim, uygulanan gerginlikle ve akabinde de uygulanan basınçla orantılıdır. 84

85 BASINÇ ÖLÇME Ölçü Aletleri Doğada bulunan kuvars, turmalin gibi bazı cisimlerde, basınç veya şekil değişikliği sonucu meydana gelen elektrik olayına Piezoelektrik denir. Piezoelektrik, kristal yapıdaki cisimlerin kendilerine dışarıdan uygulanan basınç miktarı ile orantılı olarak elektrik üretme özelliği olarak da açıklanabilir. İki ucundan basınç uygulanan kristal yapının yine bu iki ucu arasında potansiyel farkı (voltaj) ölçülebilir. Aynı şekilde, bu işlemin tersi de geçerlidir. Dışarıdan voltaj verildiğinde kristal yapının şekli az da olsa değişir. Bu özellikten yararlanılarak basınç ölçümü yapılabilir. 85

86 86 IŞIK ÖLÇÜMÜ

87 IŞIK ÖLÇME Tanımlar Işık, dalga şeklinde yayılan ve parçacık etkili, göze tesir eden özel bir enerji şeklidir. Görünür ışık (yaygın kullanımı ışık), insan gözü tarafından algılanabilen ve görülen elektromanyetik dalgadır. Görülebilen spektrumun en küçük dalga boylu radyasyonları mor renge, en büyük dalga boylu ışımaları ise kırmızı renge karşılık olurlar. Görülebilir ışığın dalga boyu 380nm ile yaklaşık 740nm ve frekansı yaklaşık 405THz ile 790THz aralığındadır. Fizikte ışık terimi bazen görünen yada görünmeyen herhangi bir elektromanyetik dalgadan bahsederken de kullanılır. Işık, bir ışımanın ışık kaynağından çıktıktan sonra cisimlere çarparak veya direk olarak yansıması sonucu canlıların görmesini sağlayan olgudur. "Karanlık Diye Bir Şey Yoktur, Karanlık Işığın Yokluğudur", Albert Einstein 87

88 IŞIK ÖLÇME Tanımlar Elektromanyetik dalgalar, dalga boyu veya frekans bakımından çok geniş bir bölgeyi kaplarlar. Eğer bu dalgalar dalga boylarına göre sıralanacak olursa elektromanyetik spektrum (tayf) elde edilir. Beyazın elde edilmesi Elektromanyetik spektrum (tayf) Gözde renk izlenimi Dalga boyu (nm) MOR MAVİ YEŞİL SARI TURUNCU KIRMIZI

89 IŞIK ÖLÇME Tanımlar Elektromanyetik tayf (spektrum) 89

90 IŞIK ÖLÇME Tanımlar Işık şiddeti; Bir ışık kaynağından birim katı açı (solid angle) içerisinde yayılan ışık akısının bir ölçüsüdür. Işık akısı dendiği zaman, kaynaktan yayılan toplam akı, ışık şiddeti dendiği zaman ise bir steradyanlık katı açı içerisindeki akı kastedilir. MKS sistemi içerisinde ışık akısının birimi lümen, ışık şiddetinin birimi ise candela (kandela) dır. Kandela (Candela); Bir atmosfer (101325n/m 2 ) basınç altında ve platinin ergime sıcaklığındaki (1769 c) bir siyah cismin 1/60000m 2 büyüklüğündeki yüzeyinin kendisine dik olan bir doğruda verdiği ışık şiddetine denir. I sembolü ile gösterilir. Candela yedi temel birimden biridir. 90

91 IŞIK ÖLÇME Tanımlar Işık akısı Bir fiziksel niceliktir, insan gözünün algıladığı ışık gücünün miktarını ifade eder. Işık akısı hem ışınım yapan kaynağın gücüne hem de insan gözünün özelliğine bağlıdır. SI birimi MKS sisteminde lümen dir ve lm kısaltmasıyla gösterilir. Lümen; ışık şiddeti 1candela (cd) olan bir nokta kaynaktan bir metre uzaklıkta, ışınlara dik olarak konmuş 1m 2 lik yüzeye gelen ışık akısıdır. 91

92 IŞIK ÖLÇME Tanımlar Aydınlanma şiddeti yada aydınlanma (ışık akısı yoğunluğu) Kaynakla değil, aydınlanan yüzeyle ilgili bir niceliktir ve birim alan üzerine dik olarak düşen ışık akısı anlamına gelmektedir. Birimi lüks tür ve lx(lm/m 2 ) kısaltmasıyla gösterilir. Aydınlanan bir yüzeyin 1m 2 'sine, bu yüzeyi aydınlatan ışık kaynaklarından gelen ışık akılarının toplamıdır. Aydınlatma şiddeti = E = φ olarak hesaplanır. A Işık şiddeti ile aydınlatma şiddeti arasında E = I 2 bağıntısı vardır. I şiddetindeki bir kaynaktan birim yüzeye dik gelen ışık şiddeti I ise yüzeyle α açısı yaparak gelen ışınların yüzeye dik bileşeni I. cosα olur. Aydınlanma şiddeti = E = I.cosα r 2 r 92

93 IŞIK ÖLÇME Tanımlar Gündüz ışığının oluşumunda iklimlerin mevsimlerin, hava koşullarının sürekli değişkenliği unutulmamalıdır Gündüz ışığının mevsimlere ve hava koşullarına göre farklı çokluğu ve dağılışı aydınlatma sorunların çözüm getirecek kişinin denetimi altında değildir, ayrıca gündüz ışığının yapıların mimari planlamasında önemi büyük olmuştur. Aydınlatma şiddeti açık havada gündüzleri lüks arasında, geceleri ise lüks arasında değişmektedir. Hava Durumu Yaz aylarında güneşte (saat 12) Yaz aylarında bulutlu havada (saat 12) Yaz aylarında oda pencere önünde (saat 12) Yaz aylarında odada içerilerde (saat.12) Dolunaylı gecede Aydınlık Düzeyi lüks lüks 2.500lüks 300lüks 0,25lüks Berrak yeni doğmuş ayda 0,01lüks 93

94 IŞIK ÖLÇME Tanımlar Mekân Tipi Aydınlık Şiddeti (Lux) Mekân Tipi Aydınlık Şiddeti (Lux) Sınıflar 500 Banyolar 100 Yatak Odaları 50 Mağazalar 300 Oturma Odaları 100 Süper marketler 750 Merdivenler 100 Bekleme Mutfaklar 300 Salonları 200 Kütüphaneler 500 Tekstil Atölyeleri 750 Laboratuvarlar 500 Genel Ofisler

95 IŞIK ÖLÇME Tanımlar 95

96 IŞIK ÖLÇME Ölçü Aletleri İnsanların daha verimli olması için bulundukları ve çalıştıkları yerin aydınlığının iyi olması gerekir. İyi bir aydınlatma için mekânların aydınlık şiddeti uluslararası standartlarla belirtilmiştir. Aydınlık şiddetini ölçmek için lüksmetreler kullanılır. 96

97 97 SES ÖLÇÜMÜ

98 SES ÖLÇME Tanımlar Ses Atmosferde canlıların işitme organları tarafından algılanabilen periyodik basınç değişimleridir. Fiziksel boyutta ses, hava katı sıvı veya gaz ortamlarda oluşan basit bir mekanik düzensizliktir. Bir maddedeki moleküllerin titreşmesi sonucunda oluşur. Ses, desibelmetre ile ölçülür. Desibel(dB), belirli bir referans güç ya da miktar seviyeye olan oranı belirten genelde ses şiddeti için kullanılan logaritmik ve boyutsuz bir birimdir. Sesin yayılması için maddesel ortama ihtiyaç vardır. Yani boşlukta ses yayılmaz. Ses dalgalar halinde yayılır. Ses kaynağından çıkan ses maddenin taneciklerini titreştirir. Bu nedenle ses yayılır. Ses dalgasının her bir tam devrinde bir sıkışma ve bir seyrekleşme serisi vardır. 98

99 SES ÖLÇME Tanımlar Ses, tanecikler halinde yayılır, tanecikler ne kadar sık ise o kadar hızlıdır. Sesin yayılma hızı sırasıyla katıdan sıvıya, sıvıdan gaza azalır. Hız(V) = uzaklık(d)/süre(t) biçiminde gösterilen genel hız formülü aslında teorik bir değer niteliği taşımamaktadır. Çünkü bu formülde göz önüne alınmayan dış faktörler, ses dalgalarının hızı üzerinde bir dizi etkiler yaratır. Örneğin rüzgâr sesi uzaklara taşır, gece ve gündüzün sıcaklık farkları ses dalgalarını etkiler. Ses dalgaları katılarda yaklaşık olarak 5000 m/s hızla yayılır. Suda 1453 m/s hızla yol alır. Havada yaklaşık 340 m/s yol alır. 20 C de 343,2m (1235,52 km/h) dir. 99

100 SES ÖLÇME Tanımlar Sesin bir frekansı, boyu, periyodu ve hızı bulunmaktadır. Sesin birim zamandaki (genellikle saniye) titreşim sayısına "frekans" denir. Birimi ise Hertz (Hz) dir. Dalga boyu, bir ses dalgasının oluşması için sesin aldığı yoldur. Sesin hızı normal koşullarda; havada 340, tahtada , suda , çelikte ise 8000m/s dir. Ses boşlukta yayılmaz. Çünkü titreşen bir cismin sıkışıp genleşmesine yol açabilecek atom ya da molekül gibi tanecikler yoktur. Ses beri ya da infrasound (infrasonik) olarak nitelendirilen ses frekansları, 20 Hz den az olurlar. Böylece insan kulağının duyamayacağı kadar düşük, fakat hava basıncı değişiklikleriyle oluşan ses dalga frekanslarından daha yüksektirler. Ses öte ya da ultrasound (ultrasonik), insan kulağının duyamayacağı çok yüksek frekanstaki seslere verilen addır. Frekansı Hz'in üstündedir. 100

101 SES ÖLÇME Tanımlar Bell X-1, orijinal adıyla XS-1 insanlı (Chuck Yeager) sesten hızlı uçan ilk uçak (19 Ocak 1946) 1. Ses altı 2. Ses hızında Mach 1=1235km/h 3. Ses üstü 4. Şok dalgası Çeşitli frekanslarda sinüsoidal dalgalar; alttaki dalgalar üstteki dalgalardan daha yüksek frekansa sahiptir. 101

102 SES ÖLÇME Ses kaynakları Ses veren her madde bir ses kaynağıdır. Sesler kaynaktan aldığı enerjilerle titreşerek yayılırlar. Titreşen cisimler esnek olup sesi oluşturur. Esnek olan cisimler ses dalgaları meydana getirebilir ve ses dalgalarını iletebilir. Ses mekanik dalga olduğu için yayılması için bir ortama ihtiyaç duymaktadır. Ses dalgaları ortamlarda sıkışma ve genleşme şeklinde boyuna ilerleyen dalgalardır. Ses dalgalarının basıncı olup girişim sunucu vuru oluştururlar. Ses kaynakları ikiye ayrılır bunlar doğal ses kaynakları ve yapay ses kaynaklarıdır. Doğal ses kaynakları; Yağmur, rüzgâr, su akıntıları, gök gürültüsü, canlı sesleri, doğa sesleri gibi kendiliğinden ses çıkaran ses kaynaklarıdır. Yapay ses kaynakları; Makina, enstrüman gibi üretilmiş araç-gereçler yapay ses kaynaklarıdır. 102

103 SES ÖLÇME Ses Basıncı Ses seviyeleri ve bunlara karşılık gelen ses basıncı ve şiddet tablosu 103

104 KAYNAKLAR 1. NACAR, A. Mahmut; Elektrik-Elektronik Ölçmeleri ve İş Güvenliği 2. ANASIZ, Kadir; Elektrik Ölçü Aletleri ve Elektriksel Ölçmeler; MEB Yayınları 3. MEGEP; Fiziksel Büyüklüklerin Ölçülmesi; Ankara MEGEP; Elektriksel Büyüklüklerin Ölçülmesi; Ankara New International Safety Standards for Digital Multimeters