ELEKTRONİK-2 DERSİ LABORATUVARI DENEY 1: Doğrultucu Deneyleri

Transkript

1 ELEKTRONİK-2 DERSİ LABORATUVARI DENEY 1: Doğrultucu Deneyleri DENEYİN AMACI (1) Yarım-dalga, tam-dalga ve köprü doğrultucu devrelerinin çalışma prensiplerini anlamak. GENEL BİLGİLER Yeni Terimler (Önemli Terimler) (1) Maksimum Değer (Emax yada Em, Vmax yada Vm) Tepe değer olarakta adlandırılır. Genellikle sinüzoidal dalga şeklindeki bir AC sinyal için, Şekil 3.1(a) da gösterildiği gibi, sinyalin bir eriyodundaki en büyük anlık değer maksimum değer olarak adlandırılır. (2) Tepeden-tepeye Değer (Vp-p yada Ep-p) Tepeden-tepeye değer, bir periyottaki maksimum pozitif değerle maksimum negatif değer arasındaki gerilim farkıdır. Sinüs dalgası için Vp-p, Şekil 3.1 de gösterildiği gibi, 2Vm ye eşittir. (3) Efektif (Etkin) Değer (V rms yada E rms) Efektif değer, karesel ortalama değer olarakta adlandırılır ve aşağıdaki denklemle ifade edilir. Eşdeğer devre, Şekil 3.2 (a)(b) de gösterilmiştir. R 1 tarafından üretilen ısı enerjisi, R 2 ninkine eşittir, E ac nin efektif değeri (E rms) E ye eşittir. Efektif değer ve maksimum değer arasındaki ilişki: Vrms = 0.707Vm = Vm 2 (4) Ortalama Değer (V ave yada E ave) Ortalama değer, sinüs dalgasının yarım periyodunun alanı, bu yarım periyodun genişliğine bölünerek hesaplanabilir. Ortalama değer ve maksimum değer arasındaki ilişki: 1

2 Temel Prensip: (1) DC Güç Kaynağı Elektronik cihazlar, güç kaynağı olarak DC güce gereksinim duyarlar. Piller dışında, DC güç elde etmek için en sık kullanılan yöntem AC gerilimin DC gerilime dönüştürülmesidir. Tam bir DC güç kaynağı, Şekil 3.3 te gösterilen bloklardan oluşur. AC gerilim, transformatör yardımıyla istenilen gerilim düzeyine dönüştürülür, daha sonra doğrultucu ile darbeli DC gerilim elde edilir. Darbeli DC gerilim, filtre devresiyle minimum dalgacıklı saf DC gerilime haline getirilir. Eğer DC gerilim, yüksek doğruluk gereksinimi olan bir yüke uygulanacaksa, sisteme bir gerilim regülatörü de eklenir. En sık kullanılan doğrultucu devreler: (1)yarım-dalga doğrultucu, (2)tam-dalga doğrultucu, (3)köprü doğrultucu. (2) Yarım-dalga Doğrultucu 1) Yarım-dalga doğrultucu Şekil 3.4(a) da gösterilmiştir. Şekil 3.4(b) de gösterilen Vi giriş geriliminin pozitif alternansında diyot iletimde olur ve Şekil 3.4(c) de gösterilen eşdeğer devreye göre V O=V i olur. Negatif alternans süresince diyot kesimdedir ve bu durumda eşdeğer devre Şekil 3.4(d) de gösterildiği gibidir. Şekil 3.4(b) de gösterildiği gibi, V O sadece pozitif alternansta ortaya çıkmaktadır. V dc= V av= 0.9V rms/2=0.45v rms. 2) Filtre Kondansatörlü Yarım-dalga Doğrultucu Filtre kondansatörsüz yarım dalga doğrultucunun çıkış dalga şekli Şekil 3.4(b) de gösterilmişti. Filtre kondansatörlü yarım-dalga doğrultucu devresi, şarj ve deşarj durumları için, sırasıyla Şekil 3.5(a) ve 2

3 (b) de gösterilmiştir. R L=1KΩ v e R L= durumları için çıkış dalga şekilleri, sırasıyla Şekil 3.5(c) ve (d) de gösterilmiştir. Daha büyük R L değeri, deşarj süresinin artmasına ve böylece çıkış geriliminin daha pürüzsüz olmasına neden olur. (3) Tam-dalga Doğrultucu Tam-dalga doğrultucu devresi Şekil 3.6(a) da gösterilmiştir. Bu devrede, V ac1=v ac2 olan, ortak-uçlu bir transformatör kullanılmalıdır. 1) Pozitif alternans süresince, V ac1 giriş gerilimi Şekil 3.6(b) de gösterilmiştir. V ac1 in üst ucu poizitif, alt ucu negatif olduğu için D1 diyodu iletimde, D2 diyodu ise kesimde olur. Bu durumda eşdeğer devre Şekil 3.6(c) de ve V O gerilimi Şekil 3.6(d) de gösterilmiştir. 2) Negatif alternans süresince, V ac2 giriş gerilimi Şekil 3.6(e) de gösterilmiştir. V ac1 in üst ucu negatif, alt ucu pozitif olduğu için D2 diyodu iletimde, D1 diyodu ise kesimde olur. Şekil 3.6 (f) de gösterilen eşdeğer devrede, R L üzerinden akan akımın yönü pozitif alternanstaki ile aynıdır. V O gerilimi de Şekil 3.6(g) de gösterilmiştir. (4) Köprü Doğrultucu Dört diyodun kullanıldığı köprü doğrultucu devresi, Şekil 3.7(a) da gösterilmiştir. 1) Şekil 3.7(b) de gösterilen V AC giriş geriliminin pozitif alternansında, D1ve D2 diyotları iletimde, D3 ve D4 diyotları ise kesimde olur. Eşdeğer devre Şekil 3.7(c) de ve V O çıkış gerilimi Şekil 3.7(d) de gösterilmiştir. 2) V AC giriş geriliminin negatif alternansında, D1 ve D2 diyotları kesimde,d3 ve D4 diyotları ise iletimde olur. Eşdeğer devre ve V O çıkış gerilimi Şekil 2-3-(c) de gösterilmiştir. 3

4 DENEYLER (1-1) Yarım Dalga Doğrultucu Devresi Deneyi Filtre kondansatörsüz yarım-dalga doğrultucu devresi (1) KL modülünü, KL Lineer Devre Deney Düzeneğine yerleştirin ve c bloğunun konumunu belirleyin. (2) a. Şekil 1.1(a) daki devre ve blok c.1 bağlantı diyagramı yardımıyla kısa-devre klipslerini yerleştirin. b.tp1 e 9V AC gerilim uygulayın. c. Sırasıyla, ACV kademesinde multimetre ve osiloskop kullanarak, Vac giriş gerilimini ölçün ve Tablo 1-1(a) ya kaydedin. d. DCV kademesinde multimetre ve osiloskop kullanarak, OUT çıkış ucunu ölçün. Burada osiloskobun DCV kademesi Vdc yi, ACV kademesi ise dalgalılığı ölçmek için kullanılacaktır. Sonuçları Tablo 1-1(a) ya kaydedin. Şekil 1.1(a) Şekil blok c.1 4

5 1-1-2 Filtre kondansatörlü yarım-dalga doğrultucu devresi (1) a. Şekil 1.1(b) deki devre ve blok c.2 bağlantı diyagramı yardımıyla kısa-devre klipslerini yerleştirin (C6:220μF). b. TP1 e 9V AC gerilim uygulayın. c. Sırasıyla, ACV kademesinde multimetre ve osiloskop kullanarak, Vac giriş gerilimini ölçün ve Tablo 1-1(a) ya kaydedin. d. VR4 (VR 1MΩ) ü minimuma getirip, DCV kademesinde multimetre ve osiloskop kullanarak, OUT çıkış ucunu ölçün. Burada osiloskobun DCV kademesi Vdc yi, ACV kademesi ise dalgalılığı (Vr) ölçmek için kullanılacaktır. Sonuçları Tablo 1-1(a) ya kaydedin. e. VR4 (VR 1MΩ) ü maksimuma getirip, (1)-d adımını tekrarlayın. (2) a blok c.3 bağlantı diyagramı yardımıyla kısa-devre klipslerini yerleştirin (C6, C5 ile değişir ve RL 1KΩ olur). b. DCV kademesinde multimetre ve osiloskop kullanarak, OUT çıkış ucunu ölçün. Burada osiloskobun DC kademesi Vdc yi, AC kademesi ise dalgalılığı ölçmek için kullanılacaktır. Sonuçları Tablo 1-1(a) ya kaydedin. Şekil 1.1(b) (1-2) Tam Dalga Doğrultucu Devresi Deneyi Filtre kondansatörsüz tam-dalga doğrultucu devresi (1) KL modülünü, KL Lineer Devre Deney Düzeneğine yerleştirin ve c bloğunun konumunu belirleyin. (2) a. Şekil 1.2(a) daki devre ve blok c.4 bağlantı diyagramı yardımıyla kısa-devre klipslerini yerleştirin. b.tp1 ve TP2 ye sırasıyla 9V-0V ve 0V-9V AC gerilim uygulayın. c. ACV kademesinde multimetre ve osiloskop kullanarak, Vac1(TP1) ve Vac2(TP2) giriş gerilimlerini ölçün ve Tablo 1-1(b) ye kaydedin. 5

6 d. DCV kademesinde multimetre ve osiloskop kullanarak, OUT çıkış ucunu ölçün. Burada osiloskobun DC kademesi Vdc yi, AC kademesi ise dalgalılığı ölçmek için kullanılacaktır. Sonuçları Tablo1-1(b) ye kaydedin. Şekil 1.2(a) Filtre kondansatörlü tam-dalga doğrultucu devresi (1) a. Şekil 1.2(b) deki devre ve blok c.5 bağlantı diyagramı yardımıyla kısa-devre klipslerini yerleştirin (C6:220μF). b.vac1(tp1) ve Vac2(TP2) ye sırasıyla 9V-0V ve 0V-9V AC gerilim uygulayın. c. ACV kademesinde multimetre ve osiloskop kullanarak, Vac1 ve Vac2 giriş gerilimlerini ölçün ve Tablo 1-1(b) ye kaydedin. d. VR4 (VR 1MΩ) ü minimuma getirip, DCV kademesinde multimetre ve osiloskop kullanarak, OUT çıkış ucunu ölçün. Burada osiloskobun DCV kademesi Vdc yi, ACV kademesi ise dalgalılığı (Vr) ölçmek için kullanılacaktır. Sonuçları Tablo 1-1(b) ye kaydedin. e. VR4 (VR 1MΩ) ü maksimuma getirip, d adımını tekrarlayın. (2) a blok c.6 bağlantı diyagramı yardımıyla kısa-devre klipslerini yerleştirin (C6, C5 ile değişir ve RL 1KΩ olur). b. DCV kademesinde multimetre ve osiloskop kullanarak, OUT çıkış ucunu ölçün. Burada osiloskobun DC kademesi Vdc yi, AC kademesi ise dalgalılığı ölçmek için kullanılacaktır. Sonuçları Tablo 1-1(b) ye kaydedin. Şekil 1.2(b) 6

7 (1-3) Köprü doğrultucu devresi deneyi Filtre kondansatörsüz köprü doğrultucu devresi (1) KL modülünü, KL Lineer Devre Deney Düzeneğine yerleştirin ve c bloğunun konumunu belirleyin. (2) a. Şekil 1.3(a) daki devre ve blok c.7 bağlantı diyagramı yardımıyla kısa-devre klipslerini yerleştirin. b.vac (TP1) ye 18V AC gerilim uygulayın. c. ACV kademesinde multimetre ve osiloskop kullanarak, Vac(TP1) gerilimini ölçün ve Tablo 1-1(c) ye kaydedin. d. DCV kademesinde multimetre ve osiloskop kullanarak, OUT çıkış ucunu ölçün. Burada osiloskobun DC kademesi Vdc yi, AC kademesi ise dalgalılığı ölçmek için kullanılacaktır. Sonuçları Tablo1-1(c) ye kaydedin. Şekil 1.3 (a) 7

8 1-3-2 Filtre kondansatörlü köprü doğrultucu devresi (1) a. Şekil 1.3(b) deki devre ve blok c.8 bağlantı diyagramı yardımıyla kısa-devre klipslerini yerleştirin (C7:100μF). b.vac(tp1) ye 18V AC gerilim uygulayın. c. ACV kademesinde multimetre ve osiloskop kullanarak, Vac(TP1) gerilimini ölçün ve Tablo 1-1(c) ye kaydedin. d. VR4 (VR 1MΩ) ü minimuma getirip, DCV kademesinde multimetre ve osiloskop kullanarak, OUT çıkış ucunu ölçün. Burada osiloskobun DCV kademesi Vdc yi, ACV kademesi ise dalgalılığı (Vr) ölçmek için kullanılacaktır. Sonuçları Tablo 1-1(c) ye kaydedin. e. VR4 (VR 1MΩ) ü maksimuma getirip, d adımını tekrarlayın. (2) a blok c.9 bağlantı diyagramı yardımıyla kısa-devre klipslerini yerleştirin (C7, C5 ile değişir ve RL 1KΩ olur). b. DCV kademesinde multimetre ve osiloskop kullanarak, OUT çıkış ucunu ölçün. Burada osiloskobun DC kademesi Vdc yi, AC kademesi ise dalgalılığı ölçmek için kullanılacaktır. Sonuçları Tablo 1-1(c) ye kaydedin. Şekil 1.3 (b) 8

9 Tablo 1-1 9