ELEKTRİK ELEKTRONİK ÖLÇME LAB. DERSİ KISA BİLGİLER

Transkript

1 ELEKTRİK ELEKTRONİK ÖLÇME LAB. DERSİ KISA BİLGİLER Atölye ve laboratuarda çalışma yaparken bir çok devrede 220 V kullanılmaktadır. 220 V'luk gerilime dokunulduğunda ölüm tehlikesi söz konusu olabilir.işte bu tehlike nedeniyle iş güvenliği kurallarını çok iyi bilmek gereklidir. Korunma Laboratuarda çalışırken iş kazalarından korunabilmek için şu kurallara uyulmalıdır: Sağlam araç gereç kullanılmalıdır. Kullanılışı bilinmeyen aygıtlar çalıştırılmamalıdır. Aygıtlar kullanma yönergesine uyularak çalıştırılmalıdır. Gerilim altında bağlantı yapılırken sadece sağ el kullanılmalıdır. Giyilen ayakkabıların tabanının yalıtkan ve kuru olmasına dikkat edilmelidir. Deney aygıtları topraklı prizle çalıştırılmalıdır. 1

2 Ülkemizde her yıl binlerce iş kazası olmakta ve istenmeyen sonuçlar (can, mal, emek ve zaman kaybı ortaya çıkmaktadır. Her işin yapılışında bazı temel kurallar vardır. Laboratuarda yapılan çalışmalarda güvenliğin tam olması için şu hususlar yerine getirilmelidir: 1. Laboratuarın tesisat topraklama ile korunmalıdır. 2. Tesisata kaçak akım koruma rölesi bağlanmalıdır. 3. Her aygıt n kullanma talimat (yönergesi) hazırlanmalıdır. 4. Aydınlatma, ısıtma, havalandırma, temizlik iyi düzeyde olmalıdır. 5. Deneylerde kaliteli donanımlarla çalışma yapılmalıdır. 6. ilk yardım dolabındaki tıbbî ürünler tam ve kullanılabilir nitelikte olmalıdır. 7. Kaza sırsında aranması gereken telefon numaralar laboratuar en kolay görünen bir yerine asılmalıdır. Elektrik Kazaları Ülkemizde en çok 220 V ve 380 V ile enerji dağıtım yapılmaktadır. Bir kişi faza ya da faz ile nötr uçlarına dokunduğu zaman vücuttan belli değerde bir akım geçişi olur. Bedenden geçen akımın değeri, derinin nem ve nasır durumuna göre değişiklik gösterir. İşte, yanlış hareketler sonucu oluşan, çalışmayı kesintiye uğratan ve önceden planlanmam olaylara elektrik kazası denir. Elektrik kazası, aynı zamanda bir iş kazasıdır. Elektrik kazalarının nedenleri şunlardır: Acele, dikkatsiz ve yorgun çalışmak. Çalışırken başka bir işle ilgilenmeye başlamak. Enerji varken bağlantı yapmak. Kalitesiz el takımı kullanmak. 2

3 Elektrik kazalarına karşı alınması gereken önlemler 1. Arıza bölgesine giderken alınan araç gereçler tam olmalı ve bunların sağlam olmasına dikkat edilmelidir. 2. Arıza yerine gidildiğinde bozulma nedeni öğrenilmelidir. Daha sonra enerji kesilerek uyar levhası asılmalı ve gerekli önlemler alındıktan sonra onarıma geçilmelidir. 3. Arızalı makinelerin yapısı ve çalışması ile elektrik donanım hakkında bilgi sahibi olunmalıdır. 4. Çalışma sırasında işe yoğunlaşılmalı başka şeyler düşünülmemelidir. 5. Çalışırken iş önlüğü giyilmelidir. 6. Elektrik arızaları mutlaka elektrik teknisyeni tarafından onarılmal, yetkili olmayan kişiler müdahale etmemelidir. 7. Elektrik kazalarına karşı alınacak önlemler ve ilk yardım çok iyi bilinmelidir. 8. Atölyede ecza dolabı bulundurulmalı, ilk yardım gereçleri eksiksiz ve kullanılır durumda olmalıdır. 9. Hastane, itfaiye ve ilk yardım merkezlerinin telefon numaralarını bildiren levhalar iş yerine görünecek biçimde asılmalıdır. 10.Çıplak elle akım taşıyan hatlara dokunulmamalıdır. 11.Islak elle elektrik anahtarlarının konumu değiştirilmemelidir. 12.Enerji altında onarım yaparken sağ el kullanarak çalışılmalıdır. Elektrik insanı nasıl çarpar: İnsan bedeninin her bölgesinin direnci farklıdır. Islak olan dil ile nasırlı bir el arasında direnç bakımından büyük fark vardır. 4, 8, 12, 24 V gibi alçak gerilimler (zayıf akımlar) insan bedeninden çok az bir akım dolaştırabilir. Miliamper düzeyindeki bu akımlar öldürücü etki yapmaz. Ancak 42 V ve üzeri de erdeki gerilimler bedende ok, sarsılma, kasılma etkileri oluşturur. İnsan bedeni elektrik akımını kolayca geçirir. Vücuttan geçen akımın değeri arttıkça kalp, beyin gibi organların zarar görme düzeyi artar. Elektrik çarpmasının yarattığı olumsuz etkiler şu unsurlara göre değişir: 1.Elektrik akımının bedenden geçirdiği akımın değeri, 2.Dokunulan gerilimin değeri, 3.Elektrik akımının bedenden geçtiği bölge, 4.Elektrik akımının bedenden geçiş süresi, 5.Çarpılma anında basılan zeminin durumu ( ıslak, kuru, nemli vb.) 3

4 Akım değeri: İnsan bedeninden geçen akımın olumsuz etkileri şu şekildedir: 1-8 ma(0,001-0,008 A): Bedende şok etkisi yapar. Hafif sarsıntı ve heyecanlanma eklinde algılanır ma (0,015-0,02 A): Bedenden geçtiği bölgedeki kaslarda kasılma olur. Bu durumda el kasları istem dışı kasıldığından, tutulan iletkenin bırakılmaması söz konusu olur. Bu değerdeki akımın bedenden geçiş süresi uzarsa ölüm olabilir ma (0,05-0,1 A): Bedende aşırı kasılmalara, solunum güçlüğüne, süre uzadı nda ise ölüme neden olur ma (0,1-0,5 A): Geçiş süresine bağlı olmakla birlikte kesin ölüme neden olur. Gerilim değeri: İnsan bedeni üzerinde olumsuz etki oluşturan gerilim de ğerleri şu şekilde sınıflandırılabilir: 0-42 V aras gerilimler: Düşük gerilim olarak anılır. İnsan bedeni için tehlikesizdir. Yani bu değerler arasındaki gerilimler bedenden tehlike sınırının altında akım geçişine neden olur V aras gerilimler: Beden üzerinde yaralanmalara neden olabilir. Vücuda uygulanma süresi uzarsa ölüme yol açar. 65 V ve üzeri gerilimler: 65 voltun üzerindeki de erler ölümle sonuçlanan kazalara neden olur. 4

5 Direnç değeri: Ohm kanununa göre insan bedeninden geçen akımın değeri gerilimle doğru, dirençle ters orantılıdır. İnsan bedeninin elektriğe karşı gösterdiği direnç hesaplamalarda 1000 ohm olarak alınmasına rağmen, bedenin çeşitli bölgeleri değişik direnç değerleri gösterir. Bu değerler şunlardır: Kuru deri (iki el arası ) : Ω Nasırlı deri (iki el arası ) : Yaklaşık Ω Islak deri (iki el arası ) : 1000 Ω El ayak arası : Ω İki kulak arası : 100 Ω Elektrik Kazalarına Karşı Alınacak Güvenlik Önlemleri 1. Yalıtım 2. Küçük Gerilim Kullanma 3. Topraklama 4. Sıfırlama 5

6 Ölçme Bilinen bir büyüklükle aynı türden bilinmeyen bir büyüklüğün karşılaştırılmasına ölçme denir. Uygulamada yaygın olarak, uzunluk, ağırlık, alan, hacim, hız, zaman, akım, gerilim, direnç, güç, iş vb. gibi değerlerin ölçümü yapılır. Ölçme ve ölçmenin önemi: Ölçme işlemi, karşılaştırma, bilgi alma amacıyla yapılır. Elektrikli ve elektronik sistemlerde ölçme çok yaygın olarak kullanılır. Akım, gerilim, direnç, güç, iş, frekans, kazanç gibi değerleri ölçmesini bilmeyen bir teknik elemanın onarım ve imalat işlerini yapması mümkün değildir. Ölçü aletlerinin sınıflandırılması: a. Primer (birincil, hassas) ölçü aletleri: Bu tip aygıtların kalitesi yüksek olduğundan son derece pahalıdır. Toleranslar (hata oranlar ) % 0,1-0,2 arasında değişir. Bu tip aygıtlar, çok hassas cihazların üretildiği fabrikalarda, AR-GE (araştırma-geliştirme) laboratuarlarında, ölçü aleti üretim, ayar, tamir işletmelerinde kullanılır. Üretilen ölçü aletlerinin doğru ölçüp ölçmedi ini belirlemek için yapılan ayarlamada kullanılan primer ölçü aletine etalon (ayarlayıcı) denir. b. Sekonder (ikincil, orta kalite) ölçü aletleri: Değerleri ölçerken tam değeri gösteremezler.hata oranlar % 0,5-2,5 arasında değişir. Fiyatlar primer tiplere göre ucuz olduğundan uygulamada en çok bunlar kullanılır. 6

7 Elektrik ölçü aletlerinin tipleri: Elektriksel büyüklükleri ölçmede kullan lan ölçü aletleri çeşitli özelliklere sahip olacak şekilde üretilmektedir. Bunlar sınıflandıracak olursak: a. Gösteren ölçü aletleri, b. Kaydedici ölçü aletleri, c. Toplayıcı ölçü aletleri, ç. Bellekli (hafızalı ) ölçü aletleri 7

8 Yaygın Olarak Kullanılan Elektrik Ölçü Aletleri: 1. Ampermetre 2. Voltmetre 3. Wattmetre 4. Sayaç 5. AVOmetre 6. Frekansmetre 7. Osiloskop 8. LCRmetre 9. Pensampermetre 10.CosΦ metre Ölçü aletleriyle ilgili terimler (kavramlar) Doğruluk derecesi: Elektriksel değerleri ölçmede kullanılan aletler tam doğru değeri gösteremez. Üretici firma cihazın hatası n yüzde (%) cinsinden bildirir. Uygulamada yaygın olarak 0,1-0,2, 0,5-1, 1,5-2,5 sınıf ölçü aletleri kullanılmaktadır. Bu bilgilerin ışında 0,5 sınıf bir voltmetreyle yapılan 220 voltluk gerilimin ölçümünde kaç voltluk bir hata olabileceğini belirleyelim: % Bağıl Üretim Hatası Aletin Hata Sıınıf x Ölçülen 100 De ğeğ 0,5 x ,1 V Duyarlık: Ölçü aletiyle ölçülen büyüklü ün birim de i mesine kar l k ibrenin göstergedeki sapma oranına duyarlık denir. Duyarlık kavramı aletin çok küçük değerleri gösterebilmesi olarak da açıklanabilir. Uygulamada kullanılan analog tip ölçü aletlerinin göstergeleri iki çeşittir: I. Göstergesi (kadran ) e it aralıklı (lineer) ölçü aletleri, II. Göstergesi farklı (logaritmik) aralıklı ölçü aletleri, Bir ölçü aletinin duyarlılığını hatası ile karıştırmamak gerekir. Aygıtın duyarlılığının büyük olması demek, az hata yapması demek değildir. Sadece çok küçük de erleri ölçebilmesi demektir. 8

9 Ölçme sınırı : Aygıtın ölçebileceği en büyük değere ölçme sınırı denir. Örneğin bir voltmetrenin gösterge panelinde AC V yazıyorsa bu aletin ölçme sınırı 250 volttur. Ölçme alanı : Skala bölüntüsünün başlangıç değeriyle ölçme sınırı değeri arasındaki değerlerin tümüne ölçme alanı denir. Örneğin bir ampermetrenin gösterge panelinde DC 0-10 A yazıyorsa bu aletin ölçme alan 0-10 A dir. Ölçü aletlerinin sarfiyat (özgüç tüketimi): Analog ölçü aletleriyle ölçme yapılırken bu cihazlar az da olsa bir enerji harcarlar. 9

10 10

11 Akım ölçme: Akım, ampermetre ile ölçülür. Sembolü I, birimi amperdir. Amper, k saca A ile gösterilir. Akımın ast katları : Pikoamper (pa), nanoamper (na), mikroamper (μa), miliamper (ma). Not: Pikoamper (pa), nanoamper (na), mikroamper (μa) gibi de erler çok küçük olduğundanuygulamada pek karşımıza çıkmaz. Akımın üst katları : Kiloamper (ka), megaamper (MA), gigaamper (GA). Seri Bağlanır. 11

12 Gerilim ölçmek Elektrik akımı elektron akışından ibarettir. Elektronlar yararlı olacak şekilde hareket ettirmek için itmek gerekir. Bilindiği gibi elektronlar maddelerin içinde bulunan atomların etrafında dönerek hareket etmektedir. Ancak bu dönüş bir yarar sağlamaz. Faydalı hareket için metal içinde belli bir yönde akış gereklidir. işte elektronlar kendi normal hareketleri dışnda, bir yönde sürüklemek için gerekli olan kuvvete gerilim (elektromotor kuvvet, EMK) denir. Gerilimin ast katlar : Pikovolt (pv), nanovolt (nv), Mikrovolt (μv), milivolt (mv) Gerilimin üst katlar : Kilovolt (kv), megavolt (MV), gigavolt (GV) Direnç ölçmek Bir elektrik devresine gerilim uygulandığında, alıcıdan akım geçmektedir. Geçen akım sınırlayan etken ise alıcının direncidir. Bu yaklaşıma göre, elektrik akımının geçişine karşı zorluk gösteren elemanlara direnç denir. Elektrik enerjisi direnç üzerinde ısıya dönüşerek kaybolur. Direnci öyle de tanımlayabiliriz: 1 mm 2 kesitinde, 106,3 cm boyunda civa silindirin 0 C daki direncine 1 ohm (Ω) denir. Başka bir anlatımla, devrede elektronlar hareket etmeye bağladıktan sonra rahat bir şekilde ilerleyemezler. İletkenin ve alıcının içinden geçmek isteyen elektronlar komşu elektronlara ve atomlara çarpa çarpa ilerlerken sürtünmeye maruz kalırlar. İşte elektronlar ilerlerken olu an sürtünmeden do an karşı koyma etkisine direnç denir. Direnç birimlerinin ast katlar : Pikoohm (pω), nanoohm (nω), mikroohm (μω), miliohm (mω). Direnç birimlerinin üst katlar : Kiloohm (kω), megaohm (MΩ), gigaohm (GΩ). 12