Elektrik Elektronik Ölçmeleri Dersi Laboratuvarı

Transkript

1 Elektrik Elektronik Ölçmeleri Dersi Laboratuvarı Laboratuvar Kuralları: 1. Her öğrencinin ön çalışmalarını ve deney sonuçlarını not aldığı bir defteri (harita metod) olacak ve her hafta laboratuvar girişinde ve çıkışında kontrol edilip imzalanacaktır. Defteri olmayan öğrenci laboratuvara alınmayacaktır.. Öğrenci laboratuvara gelmeden önce o haftaki deneyin ön çalışmasını laboratuvar defterine çözmelidir. Deneye başlamadan önce defterler kontrol edilecek, ön çalışma yapmayan öğrenci laboratuvara alınmayacaktır. Deney yapıldıktan sonra deney sonuçları deftere işlenecek, deney föyündeki sorular cevaplanacak ve çalışan devre ile birlikte kontrol edilip imzalanacaktır. İmzasız sonuçlar geçersizdir. 3. Deney malzemeleri öğrenci tarafından temin edilecektir (Multimetre, dirençler vs.). deney malzemesi olmayan öğrenci laboratuvara alınmayacaktır. Bundan dolayı grup arkadaşınızla iletişim eksikliğiniz mazeret olarak kabul edilmeyecektir. 4. Laboratuvar değerlendirmesi %0 olarak alınacaktır. Laboratuvar notu deneylerdeki performansa, doğru sonuçlara, defter düzenine ve (olursa) projeye göre belirlenecektir. Performans notu deney sırasında sorulan sorularla belirleneceği için hazırlıklı gelmeniz faydanıza olacaktır. 5. Deney föylerini ister çıktı alarak, isterseniz de cep telefonu, tablet vb. cihazlarınızdan takip edebilirsiniz. 5. (iki) deney yapmayan öğrenci dersten kalacaktır. 6. Gruplar belirlendikten sonra değişiklik yapılmayacaktır. 7. Deney yapılırken, deney setlerinin üzerinde çanta, su, hırka vb. eşyalar olmamalıdır.

2 Elektrik-Elektronik CBU E-E Müh. Bölümü, Ölçmeler E-E Deneyleri Ölçmeler Deneyleri ( no:1 (. Kısım) Bilecik (Bilgi: Üniversitesi Bu deneyler, Devre Bilecik Laboratuvarı Üniversitesi föyü kaynak Devre alınarak oluşturulmuştur.) Laboratuvarı kaynak alınarak oluşturulmuştur.) Bilecik eyh Edebali Üniversitesi EEM09 Devre Laboratuar DENEY NO 1 OS LOSKOP KULLANARAK GENL K VE SIKLIK ÖLÇÜMÜ 1. DENEY N AMACI Bu deneyde amaç, Elektrik-Elektronik Mühendisli i nde en çok kullan lan ölçü ayg tlar ndan birisi olan Osiloskop un tan t lmas, osiloskop kullanarak çe itli dalga biçimlerinin genlik, s kl k (frekans), dönem (period) gibi özelliklerinin ölçülmesidir. Kullan lan Alet ve Malzemeler: 1. Sinyal jeneratörü. Osiloskop. DENEYLE LG L TEOR K B LG LER.1. Osiloskop Yap s : Osiloskop, giri ine uygulanan gerilimin zamanla de i imini ekran nda gösterebilen bir ölçü ayg t d r. Yap sal ve i levsel aç dan osiloskop 4 ana kattan olu ur. Bunlar; Görüntü birimi, Yatay sapt rma kat, Dü ey sapt rma kat(lar) ve Tetikleme kat d r. ekil 1: Osiloskop yap s nda yer alan katlar ve ili kileri.1.1. Görüntü birimi: Yap s nda bir Katot I nl Tüp (Cathode Ray Tube: CRT) yer al r. Katot nl tüpün ilkesek biçimi ekil- (a) da, ekran n n ön görünü ü ise ekil- (b) de verilmi tir. Katot nl tüpün katodu bir flaman yard m yla s t larak, atomik yap s nda yer alan serbest elektronlar n kolayca kopmas sa lan r. Bu serbest elektronlar anota uygulanan yüksek (+) potansiyelli gerilim yard m yla anota (dolay s yla ekrana) do ru büyük bir h zla çekilirler. Yukar daki ilkesel yap da gösterilmemi olan ve yine katota göre (+) potansiyele sahip olan h zland rma ve odaklama zgaralar yard m yla elektronlar anotta yer alan ekran yüzeyinin tam orta noktas na gönderilir. Ekran n iç yüzeyine kaplanm olan fluoresans madde, üzerine elektronlar çarpt nda ma yapar ve ekran izleyen ki i taraf ndan parlak bir nokta olarak görülür Bahar Öğretim Yarıyılı Yılı (Güz) Ö retim Y l Güz Dönemi

3 CBU Elektrik-Elektronik E-E Müh. Bölümü, Ölçmeler E-E Deneyleri Ölçmeler Deneyleri ( no:1 (. Kısım) Bilecik Üniversitesi Devre Laboratuvarı föyü kaynak alınarak oluşturulmuştur.) Bilecik eyh Edebali Üniversitesi EEM09 Devre Laboratuar ekil : Katot nl tüpün ilkesel yap s ve ekran n n ön görünü ü.1.. Yatay sapt rma: Dü ey ve yatay sapt rma levhalar n n i levleri, her bir çiftin kendilerine uygulanan farkl elektriksel potansiyeller sonucu aralar nda olu acak olan elektrik alan yard m yla, tam ortalar ndan geçen elektronlar uygun yönde ve uygun oranda sapt rarak ekranda belirli bir noktaya yönlendirmektir. Her iki levha çiftine de herhangi bir gerilim uygulanmad nda, elektron bene i ekran n tam ortas nda görülecektir. ekil-3 te, dü ey ve yatay sapt rma levha çiftlerinin birine ya da her ikisine ve farkl yönlerde zamanla de i meyen gerilimler uyguland nda, ekranda görülecek olan görüntüler verilmi tir. Dü ey sapt rma levhalar na herhangi bir gerilim uygulanmad n, sadece yatay sapt rma levhalar na gerilim uyguland n dü ünelim. Örne in, ekrana önden bak ld nda sa da yer alan levhaya, soldakine göre daha (+) olacak biçimde sabit (zamanla de i meyen) bir gerilim uyguland nda, olu acak elektrik alan, elektron bene ini ekran n tam ortas na de il, biraz daha sa a do ru yönlendirir ( ekil-3 (a)). Belirtilen yönde, yatay sapt rma levhalar aras na uygulanan gerilimin iddeti artt r ld nda sapma oran da ayn yönde ve biraz daha fazla olacakt r. Yatay sapt rma levhalar na gerilim uygulanmay p, sadece dü ey sapt rma levhalar na gerilim uygulan rsa, uygulanan gerilimin yönüne ve iddetine ba l olarak elektron bene i dü ey do rultuda yer de i tirir ( ekil 3 (b)). E er her iki levha çiftine de gerilim uygulan rsa, yine yön ve iddetlerine ba l olarak, elektron bene i ekran düzleminde farkl bir yer al r ( ekil 3 (c)). ekil 3: Dü ey ve yatay sapt rma levhalar na uygulanan gerilimlerin elektron bene ini sapt rmas Bahar Öğretim Yarıyılı Yılı (Güz) Ö retim Y l Güz Dönemi

4 Elektrik-Elektronik CBU E-E Müh. Bölümü, Ölçmeler E-E Deneyleri Ölçmeler ( Deneyleri no:1 (. Kısım) Bilecik Üniversitesi Devre Laboratuvarı föyü kaynak alınarak Bilecik oluşturulmuştur.) eyh Edebali Üniversitesi EEM09 Devre Laboratuar E er dü ey sapt rma levhalar na herhangi bir gerilim uygulanmam ken, yatay sapt rma levhalar na zamanla de i imi ekil 4 (a) da verilen testere di i (rampa) biçimli bir gerilim uygulan rsa, levhalar aras ndaki gerilim her an farkl olaca ndan, katottan f rlayarak ekrana do ru ilerleyen ve birbirini izleyen elektronlar etkileyen elektrik alan da zaman içinde farkl olacakt r. Bu durum, farkl anlarda ekrana ula an elektronlar n farkl noktalara çarpmalar na neden olur. E er uygulanan gerilimin zamanla de i im h z (s kl ) çok küçük ise, bu durum ekranda yatay yönde ilerleyen bir nokta olarak gözlenir ( ekil 4 (b)). Ancak i aretin s kl (frekans ) gözün izleyebilece inden daha h zl ise, ekrana ula an elektronlar ekranda yatay bir çizgi olarak görülür ( ekil 4 (c)). Yatay sapt rmaya uygulanan testere di i gerilimin s kl, Tarama Frekans ya da Tarama H z olarak da an l r. Tarama frekans de i tirilerek ekrandaki görüntünün daha geni ya da daha dar bir yatay uzunluk kaplamas sa lanabilir. ekil 4: Yatay sapt rmaya uygulanan testere di i gerilimin s kl n n ekrandaki görüntüye etkisi.1.3. Dü ey sapt rma: Dü ey sapt rma kat, ölçülmek ya da incelenmek istenen i aretin osiloskoba uyguland giri kat d r. Her osiloskopta en az bir adet dü ey sapt rma kat yer al r. Uygulamada en yayg n olarak iki giri li ayg tlar kullan lmakla birlikte, özel amaçl çok giri li osiloskoplar da vard r. Yatay sapt rma kat ndakine benzer biçimde, sadece dü ey sapt rma levhalar na uygulanacak gerilimler ekrana olu an elektron bene inin dü ey yöne sapmas n sa lar. Osiloskobun giri ine (dü ey sapt rma kat na) sinüs biçimli, yatay sapt rma kat na da sinüs ile ayn frekansta bir testere di i gerilimin uyguland n var sayal m. Elektron bene i yatay sapt rmaya uygulanan i aretin h z na ba l olarak ekran n sol yan ndan sa a do ru sabit bir h zla ilerlerken, ayn anda dü ey sapt rma levhalar na uygulanan gerilimin anl k de erlerine ba l olarak yukar ya ya da a a ya do ru sapma gösterir. Bu durumda ekranda giri e uygulanan gerilimin zamanla de i imi yatayda tüm ekran kaplayacak biçimde görülür ( ekil 5) Bahar Öğretim Yarıyılı Yılı (Güz) Ö retim Y l Güz Dönemi

5 Elektrik-Elektronik CBU E-E Müh. Bölümü, Ölçmeler E-E Deneyleri Ölçmeler ( Deneyleri no:1 (. Kısım) Bilecik Üniversitesi Devre Laboratuvarı föyü kaynak alınarak oluşturulmuştur.) Bilecik eyh Edebali Üniversitesi EEM09 Devre Laboratuar ekil 5: Osiloskop ekran nda olu an görüntü Giri i aretinin s kl ile tarama h z birbirine e it de ilse, ekranda giri i aretinin sadece tam bir dönemi (periyodu) görülmez. E er ekranda giri i aretinin birkaç döneminin görülmesi isteniyorsa, tarama h z kademeli olarak azalt l r. Böylece, yatay tarama henüz bir kez tamamlanmadan, yani elektron bene i henüz ekran n sa yan na ula madan, ona göre daha h zl olan giri i areti bir periyottan daha fazla ilerler ve ekranda izlenebilir. Tersine, tarama h z art r larak, ekranda giri i aretinin bir periyottan daha az bir bölümü de incelenebilir Tetikleme birimi: Osiloskop ekran nda elde edilen görüntünün sürekli ayn kalabilmesi için, her tarama i aretinin ba lang ç noktas nda giri e uygulanan gerilimin belirli bir anl k de erde olmas gerekir. Aksi durumda her taramada giri i areti farkl bir anl k de erden ba layaca ndan, ekranda dura an de il, kayan bir görüntü elde edilir. te tetikleme biriminin i levi, giri i aretinden örnekler alarak, her tarama ba lang c nda yatay sapt rma levhalar na uygulanan testere di i biçimli i aretin en küçük de erinden ba lat lmas n sa lamakt r... Osiloskop Ön Panelinde Yer Alan Baz Dü me Ve Anahtarlar n levleri:..1. Görüntü kat : Görüntü kat yla ilgili denetim i levleri a a daki dü me ve anahtarlar yard m yla gerçekle tirilir: Power: Osiloskobun açma/kapama i levini yerine getirir. Inten: Ekrandaki görüntünün parlakl n ayarlar. Focus: Ekrandaki görüntünün netli ini ayarlar. Illum: Ekran n d yüzeyini ayd nlat r. Trace Rotation: Bir tornavida kullan larak, yatay eksenin yere parallel olmas ayar n gerçekle tirir.... Yatay sapt rma kat : Yatay sapt rma ile ilgili olarak a a da ad ve i levleri s ralanan anahtar ve dü meler kullan l r: Bahar Öğretim Yarıyılı Yılı (Güz) Ö retim Y l Güz Dönemi

6 Elektrik-Elektronik CBU E-E Müh. Bölümü, Ölçmeler E-E Deneyleri Ölçmeler ( Deneyleri no:1 (. Bilecik Kısım) Üniversitesi Devre Laboratuvarı föyü kaynak alınarak oluşturulmuştur.) Bilecik eyh Edebali Üniversitesi EEM09 Devre Laboratuar TIME/DIV: Bu çok konumlu seçici anahtar, yatay sapt rma uygulanan tarama i aretinin s kl n kademeli olarak de i tirir. Anahtar n gösterdi i de er, elektron bene inin yatay eksende bir kare (Div) sapmas n n kar l d r. Örne in; Time/Div anahtar n n 1 ms önünde olmas, elektron bene inin yatay ekseninde 1 Div (1 cm) uzunlu undaki ilerlemesinin 1 ms sürdü ünü gösterir. Baz özel uygulamalarda, yatay tarama için osiloskop içinde üretilen testere di i biçimli gerilim yerine d ar dan bir ba ka i aret kullan lmas gerekebilir. Bu durumda Time/Div çok konumlu seçici anahtar son konumu olan Ext. Hor. (External Horizontal: D ar dan Yatay) ya da X-Y konumuna getirilir. Bu durumda, yatay sapt rmaya uygulanmak istenen i aret CH1(X) giri ine, dü ey sapt rmaya uygulanmak istenen i aret ise CH(Y) giri ine uygulan r. Variable: Bu potansiyometrenin i levi, yatay sapt rma kat na uygulanan tarama i aretinin h z n (tarama s kl n ) sürekli ayarlayabilmektir. Bu potansiyometrenin de saat ibresi yönündeki son ayar noktas duyarl bir anahtar konumundad r ve bu konum Cal d (Calibrated: ölçeklenmi ) olarak adland r lm t r. E er ekrandan yatay sapma (dönem: period) ile ilgili ölçüm al nacaksa, VAR dü mesi mutlaka Cal d konumunda olmal d r. VAR dü mesi d ar ya do ru çekildi inde, yatay tarama h z 10 kat küçültülür. Bu durumda ekrandaki görüntünün dü ey uzunlu u 10 kat büyütülmü olur. Position: Yatay sapt rma levhalar na uygulanan gerilim üzerine (+) ya da (-) i aretli bir DC gerilim eklenerek, ekrandaki görüntünün tümüyle sa a ya da sola do ru kayd r lmas sa lan r...3. Dü ey sapt rma kat : Dü ey sapt rma (Giri ) kat na ili kin ayarlamalarda a a daki dü me ve anahtarlar kullan l r. Çok kanall (giri li) osiloskoplarda (CH1, CH), her giri için a a daki dü me ve anahtarlar ayr ayr bulunmal d r. AC/Gnd/DC: Bu üç konumlu seçici anahtar, o giri e uygulanan i aretin ekrana gönderili biçimini belirler. Gnd konumunda, giri e uygulanan i aret dü ey sapt rma levhalar ndan ayr l r ve levhalar n her ikisi de toprak potansiyeline getirilir. Böylelikle giri te bir i aret olmas na kar n, ekrana s f r de erinde bir i aret gönderilerek inceleme öncesi görüntünün ekranda almas istenen konum ayarlanabilir. DC konumunda, giri e uygulanan i aret hiçbir i leme u ramadan (varsa AC ve DC bile enleri ile birlikte) ekrana gönderilir. AC konumunda ise, giri i aretinin ortalama de er (DC) bile eni süzülerek ekrana sadece de i ken (AC) bile eni gönderilir Bahar Öğretim Yarıyılı Yılı (Güz) Ö retim Y l Güz Dönemi

7 Elektrik-Elektronik CBU E-E Müh. Bölümü, Ölçmeler E-E Deneyleri Ölçmeler ( Deneyleri no:1 (. Kısım) Bilecik Üniversitesi Devre Laboratuvarı föyü kaynak alınarak oluşturulmuştur.) Bilecik eyh Edebali Üniversitesi EEM09 Devre Laboratuar VOLTS/DIV: Bu çok konumlu seçici anahtar, dü ey sapt rma kat nda yer alan kuvvetlendiricinin kazanc n kademeli olarak de i tirir. Anahtarlar n gösterdi i de er, elektron bene inin dü ey eksende bir kare (Div) sapmas n n gerilimsel kar l d r. Örne in; Volts/div anahtar n n 1 Volt önünde olmas, ekran n dü ey ekseninde 1 Div (1 cm) uzunlu undaki sapmas n n 1 Volt gerilime kar l k oldu unu gösterir. Bu seçici anahtar n merkezinde kademesiz (sürekli) ayarlanabilen ve üzerinde VAR yazan potansiyometre ise, giri kat ndaki kuvvetlendiricinin kazanc n sürekli ayarlayabilmek olana n verir. Bu potansiyometrenin saat ibresi yönündeki son ayar noktas duyarl bir anahtar konumundad r ve bu konum Cal d (calibrated: ölçeklenmi ) olarak adland r lm t r. Bu dü menin i levi, üzerinden ölçüm yapmamak ko ulu ile, görüntünün daha ayr nt l izlenecek biçimde ekranda görünmesini sa lamakt r. E er ekrandan dü ey sapma(genlik) ile ilgili ölçüm al nacaksa, VAR dü mesi mutlaka Cal d konumunda olmal d r. VAR dü mesi d ar ya do ru çekildi inde, o giri e ili kin yükseltecin kazanc 5 kat na ç kar labilir. Bu durumda ekrandaki görüntünün dü ey büyüklü ü de 5 kat büyütülmü olur. Position: lgili giri e uygulanan gerilim üzerine (+) ya da (-) i aretli bir DC gerilim eklenerek, ekrandaki o giri e ili kin görüntünün tümüyle yukar ya ya da a a ya do ru kayd r lmas sa lan r. i. Tetikleme birimi: Tetikleme birimi ve Tarama Modu ile ilgili olarak a a da ad ve i levleri s ralanan anahtar ve dü meler kullan l r: Level: Ekranda görülmek istenen görüntünün, ekran n sol yan nda, giri e uygulanan i aretin hangi anl k de erinden ba lamas gerekti ini ayarlar. Giri i areti ile tarama i aretinin e zamanl l n n (senkronizasyonunun) olmamas, ekrandaki görüntünün dura an olmamas na, yani ekranda kayan bir görüntü olmas na neden olur. Source: Bu üç konumlu seçici anahtar ile, tetikleme i aretinin içeriden mi (Int.), d ar dan m (Ext) yoksa ebeke geriliminden mi (Line) al naca belirtilir. Int. Trig. (Internal Trigger: çeriden Tetikleme): Birden çok giri i aretinin izlenmesi durumunda, tetikleme i aretinin hangi giri ten üretilmesi gerekti inin seçimini yapar. Ext. Trig. (External Trigger: D ar dan Tetikleme): E er tetikleme için d ar dan ve ayr bir i aret kullan lmas gerekirse, bu ba lant giri i kullan lmal d r. Slope: Tetikleme i aretinin e iminin seçimi için kullan l r. Vert Mode (Vertical Mode: Dü ey Çal ma Modu): 5 ayr tu tan birinin bas lmas yla, dü ey moda ekranda görülmesi istenen i aret belirlenir: Bahar Öğretim Yarıyılı Yılı (Güz) Ö retim Y l Güz Dönemi

8 Elektrik-Elektronik CBU E-E Müh. Bölümü, Ölçmeler E-E Deneyleri Ölçmeler Deneyleri ( no:1 (. Kısım) Bilecik Üniversitesi Devre Laboratuvarı föyü kaynak alınarak Bilecik eyh Edebali Üniversitesi oluşturulmuştur.) EEM09 Devre Laboratuar Ch1: Ekranda sadece 1. giri e uygulanan i aretin izlenmesini sa lar. Ch: Ekranda sadece. giri e uygulanan i aretin izlenmesini sa lar. Alt: Ekranda her iki giri e uygulanan i aretlerin s ra ile taranarak birlikte izlenmesini sa lar. Chop: Ekranda her iki giri e uygulanan i aretlerin birlikte taranarak birlikte izlenmesini sa lar. Add: Ekranda 1. ve. giri e uygulanan i aretlerin toplam n n bir i aret olarak izlenmesini sa lar..3. Çe itli Dalga Biçimleri Bilindi i gibi pil, akümülatör, vb. gerilim kaynaklar n n ürettikleri gerilim ve ak mlar (DC) zamanla de i im göstermeyen büyüklüklerdir. DC ölçen Voltmetre veya Ampermetreler kullan larak kolayl kla ölçülebilirler. Oysa Sinüs, Kare, Üçgen, vb. dalga biçimleri zamana ba l olarak de i irler. Bu tür dalga biçimleri için, DC i aretlerden farkl olarak Ani De er, Tepe De er, Tepeden Tepeye De er, Ortalama De er ve Etkin De er gibi tan mlamalar yap l r. Sinüs, Kare ve Üçgen biçimli gerilimlerin etkin de erleri ile tepe de erleri aras ndaki do rusal ili ki a a daki çizelgede verilmi tir. Dalga Biçimi Tepe De er V T (V) Tepeden Tepeye De er V TT (V) Etkin De er V et Sinüs A A A/ Kare A A A Üçgen A A A/ 3 Bu de erlerden baz lar (ortalama ve etkin de er gibi) uygun ölçü aletleri kullan larak ölçülebilir ancak bu ölçü aletleri bize ölçülen gerilim ya da ak m biçimi, tepe de eri, tepeden tepeye de eri veya ani de eri hakk nda bir bilgi veremez. Bütün bunlar n d nda, de i ken bir gerilimin S kl k (Frekans) ya da Dönem (Periyot) inin bir ampermetre veya voltmetre ile ölçülmesi olanaks zd r. te Osiloskop kullan m böyle durumlarda avantaj sa lamaktad r. Osiloskoplar gerilim ölçen ayg tlard r. Yani devredeki her hangi iki dü üm aras na (t pk voltmetre gibi) paralel ba lan rlar ve o iki nokta aras ndaki gerilimin biçimini ekranlar na yans t rlar. Osiloskop üzerinde yer alan kademeli seçici anahtarlar n (komütatörlerin) kademe de erleri ve ölçeklendirilmi ekrandaki dalga biçimi de erlendirilerek, daha önce söz edilen büyüklüklerin ölçülmesi sa lan r. Osiloskop ekran n n yatay ekseni (X ekseni) zaman, dü ey ekseni (Y ekseni) ise gerilimi göstermektedir. Osiloskobun yatay tarama h z n gösteren TIME/DIV kademeli anahtar n n gösterdi i de er; yatay eksende bir kare uzunlu un (div) kar l k geldi i zaman gösterir Bahar Öğretim Yarıyılı Yılı (Güz) Ö retim Y l Güz Dönemi

9 Elektrik-Elektronik CBU E-E Müh. Bölümü, Ölçmeler E-E Deneyleri Ölçmeler Deneyleri ( no:1 (. Kısım) Bilecik Üniversitesi Devre Laboratuvarı föyü kaynak alınarak oluşturulmuştur.) Bilecik eyh Edebali Üniversitesi EEM09 Devre Laboratuar Osiloskoplarda ço unlukla ekranda ayn anda iki gerilimi birlikte görebilmeyi sa lamak amac yla iki adet giri ve iki adet dü ey sapt rma kat (iki adet Y kanal ) yer al r. Böyle durumlarda her iki i aretin yatay sapt rmalar (Time/Div) birlikte de i mesine kar n her ikisinin dü ey sapt rmalar ayr ayr de i tirilebilir. Yatay sapt rmadakine benzer biçimde, dü ey sapt rmaya ait VOLT/DIV kademeli anahtarlarla seçilen de erler, o kanaldaki gerilim için, ekrandaki 1 birimlik (1 Div) uzunlu un kaç Volt de erine kar l k geldi ini gösterir. Örne in; 1. kanal n Volt/Div komütatörü 1 V,. kanal n Volt/Div komütatörü 5 V de erini gösteriyorsa, ekrandaki dü ey do rultudaki (Y ekseni) 1 Div (1 cm) uzunlu un, 1. kanaldaki i aret için 1 Volt,. kanaldaki i aret için ise 5 Volt a kar l k geldi ini belirtmektedir. 3. DENEY N YAPILI I 3.1. Zamanla De i meyen (DC) Gerilimlerde Genlik Ölçülmesi Say sal Voltmetreyi DC kayna n ç k na paralel ba layarak, kaynak ç k n n 1 Volt olmas n sa lay n z Osiloskopun 1. kanal n GND konumuna getirerek ekrandaki görüntüyü (yatay düz çizgi) ekran n en alt ndaki ölçü çizgisi ile çak t r n z Osiloskopun 1. kanal n n giri ini DC güç kayna n n ç k na ba lay n z kanal n Volt/Div anahtar n 0. Volt/Div kademesine getiriniz ve kanal giri ini DC konumuna al n z Ekranda görülen görüntünün dü ey yönde sapma miktar n (Div) ölçünüz. Bu de eri Volt/Div kademesinin gösterdi i de erle çarparak DC gerilin de erini hesaplay n z A a da verilen Çizelge-1 i kullanarak, ayn i lemi.5 V, 4.5 V ve 8.3 V için tekrarlay n z. Çizelge 1 Say sal Voltmetre Volt/Div Kademesi Görüntünün Sapmas Osiloskop Ölçümü 1.0 V V.5 V 4.5 V 8.3 V 3.. Zamanla De i en (AC) Gerilimlerde Genlik Ölçülmesi Fonksiyon üretecini Sinüs biçimine ve frekans n (yakla k) 1 khz e ayarlay n z. 1. kanal giri i GND konumunda iken görüntüyü ekran n ortas ndaki yatay ölçek çizgisi ile çak t r n z ve fonksiyon üretecinin ç k n osiloskopun 1. kanal giri ine ba lay n z Osiloskopun 1. kanal dü ey sapt rmas n 0.5 Volt/Div konumuna getiriniz Bahar Öğretim Yarıyılı Yılı (Güz) Ö retim Y l Güz Dönemi

10 Elektrik-Elektronik CBU E-E Müh. Bölümü, Ölçmeler E-E Deneyleri Ölçmeler Deneyleri ( no:1 (. Kısım) Bilecik Üniversitesi Devre Laboratuvarı föyü kaynak alınarak oluşturulmuştur.) Bilecik eyh Edebali Üniversitesi EEM09 Devre Laboratuar Ekranda görülen Sinüs biçimli i aretin tepeden tepeye de erini 6 birim (Div) olacak ekilde, fonksiyon üretecin ç k genli ini ayarlay n z. Bu durumda ölçülen gerilimin de eri, V TT =0.5 Volt/Div*6 Div = 3 Volt olacakt r. Bu de eri kullanarak ayn gerilimin Tepe De erini (V T ) ve Etkin De erini (V et ) hesaplayarak Çizelge- ye yerle tiriniz Fonksiyon üretecin ç k na say sal voltmetreyi ba layarak, gerilimin etkin de erini ölçünüz ve osiloskop kullanarak ölçülen de er ile kar la t r n z Farkl de erli sinüsler, kare ve üçgen dalgalar için yukar daki i lemleri tekrarlayarak Çizelge yi doldurunuz. Çizelge Volt/Div Sapma (Div) V TT (V) V T (V) V Tet (V) Say sal Voltmetre (V) 3 5 S NÜS KARE ÜÇGEN Zamanla De i en (AC) Gerilimlerde Dönem (Periyot) ve S kl k (Frekans) Ölçülmesi Fonksiyon üretecini sinüs biçimli ve V TT =3 V olacak biçimde ayarlay n z Frekans say c (Frekansmetre) yard m yla ç k frekans n 100 Hz de erine ayarlay n z ve osiloskopun 1. kanal na uygulay n z Time/Div kademeli anahtar n uygun bir konuma getirerek, ekranda bir periyodun tam olarak görünmesini sa lay n z Bu durumda bir periyodun yatay eksende kaç kare (Div) uzunlu unda oldu unu belirleyerek i aretin periyodunu hesaplay n z Bahar Öğretim Yarıyılı Yılı (Güz) Ö retim Y l Güz Dönemi

11 Elektrik-Elektronik CBU E-E Müh. Bölümü, Ölçmeler E-E Deneyleri Ölçmeler ( Deneyleri no:1 (. Kısım) Bilecik Üniversitesi Devre Laboratuvarı föyü kaynak alınarak oluşturulmuştur.) Bilecik eyh Edebali Üniversitesi EEM09 Devre Laboratuar f= 1/T ba lant s ndan yararlanarak frekans hesaplay n z ve bu de erleri Çizelge-3 te yerine yaz n z Farkl frekanslar için (1.5 khz, 4.8 khz, 1 khz, 5 khz) ayn i lemleri tekrarlayarak Çizelge- 3 ü doldurunuz Frekansmetrenin gösterdi i de erlerle, osiloskop kullanarak ölçtü ünüz frekans de erlerini kar la t r n z. Çizelge 3 Frekansmetre (Hz) Time/Div Dönem (Div) Dönem (s) S kl k (Hz) 100 Hz 1500 Hz 4800 Hz 1000 Hz 5000Hz 4. RAPORDA STENENLER 4.1. Her üç ölçümde elde edilen sonuçlar çizelge biçiminde yaz n z. 4.. Bir osiloskop ekran nda zamanla de i en, periyodik bir i aretin tepeden tepeye de eri 3.4 birim (Div) ve osiloskopun ilgili kanal n n Volt/Div komütatörü 5 kademesine ayarl ise; Sinüs, Kare ve Üçgen biçimli (ayn V TT de erine sahip) i aretler için V T ve V Tet de erlerini ayr ayr hesaplay n z khz frekansl bir sinüs dalgas n n periyodunun osiloskop ekran nda 10 birim (Div) uzunlu unda yer alabilmesi için Time/Div kademesi kaç olmal d r? 4.4. Time/Div ayar 0 s/div olan bir osiloskopun ekran nda, periyodu 6.3 birim (Div) uzunlu unda olan bir kare dalga yer almaktad r. Bu kare dalgan n periyodunu ve frekans n hesaplay n z Bahar Öğretim Yarıyılı Yılı (Güz) Ö retim Y l Güz Dönemi

12 CBÜ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRİK ELEKTRONİK ÖLÇMELERİ DENEY- KIRCHOFF UN AKIMLAR VE GERİLİMLER YASALARI Ön Bilgi: Bir elektrik devresinde hem seri, hem de paralel bağlanmış dirençler varsa, Ohm ve Kirchoff kanunları birlikte kullanılarak devredeki akım ve gerilimler hesaplanabilir. Aşağıdaki devrede(şekil 1) R ve R3 dirençleri birbirleriyle paralel bağlanmışlardır. Bu paralel bağlantı, R1 Ve R4 dirençleri ile seri bağlanmıştır. Şekil 1 I K = I 1 = I 4 = I + I 3 (Kirchoff un A. K. ) V K = V 1 + V + V 4 (Kirchoff un G. K. ) ( V = V 3 ) Eşitlikleri yazılabilir. Ayrıca Tellegen teoremine göre, Kaynaktan çekilen güç dirençler üzerinde harcanan güçlerin toplamına eşittir. Deneyde Kullanılacak Cihaz ve Malzemele (Güç kaynağı haricindekileri öğrenci getirecek): 1 Adet DC güç kaynağı 1 Adet. KΩ direnç 1 Adet 1KΩ direnç 1 Adet Multimetre 1 Adet 70 Ω direnç 1 Adet Breadboard 1 Adet 100 Ω direnç ÖN ÇALIŞMA: Şekil 1 deki devrede, V K =1 V, R 1 = 1 KΩ, R = 70 Ω, R 3 = 100 Ω, R 4 =. KΩ seçerek; a) Kaynak akımını, b) Her bir dirençten geçen akımı, c) Her bir direnç üzerindeki gerilimi, d) Her bir elemanın gücünü ayrı ayrı hesaplayarak Tablo 1 de gerekli yerlere yazınız. ÖNEMLİ NOT: Deneye kabul için, mutlaka ön çalışmanın her deney grubu tarafından yapılması gerekmektedir. İSTENENLER: Ön çalışmanın yapıldığını gösteren hesaplamalar ve Tablo 1 de gerekli yerlerin doldurulması. 1

13 Deneyin Yapılışı : 1. Şekil 1 deki devreyi, Ön Çalışmada verilen değerlerle kurunuz.. Her bir elemanın akımı ve gerilimi ayrı ayrı ölçüleceğinden her ölçümde, Avometrenin(Multimetre) uygun konumda bulunduğundan ve uygun şekilde bağlandığından emin olun. (Akım ölçerken: DC Ampermetre kademesinde ve elemana seri bağlı olacak) (Gerilim ölçerken: DC Voltmetre kademesinde ve elemana paralel bağlı olacak) 3. Her adımda kurduğunuz devreyi tekrar kontrol ettikten sonra gerilimi uygulayınız. 4. İstenen akım ve gerilim değerlerini her ölçmede değerleri, Tablo 1 de gerekli yerlere kaydediniz. 5. Akım, Gerilim ve Güç değerlerini yazarken referans yönlerine dikkat ediniz. Tablo 1 DENEY_ ( A ) HESAPLAMA SONUCU DENEY SONUCU DİRENÇLER DEĞERİ V ( V ) I (ma) P(mW) V ( V ) I (ma) P(mW) R1 R R3 R4 1 KΩ 70 Ω 100 Ω. KΩ Sorular 1. Hesaplama ve Deney sonuçları ile Kirchoff un Akımlar Yasasının sağlanıp sağlanmadığını ayrı ayrı gösteriniz. En büyük farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri neler olabilir?. Hesaplama ve Deney sonuçları ile Kirchoff un Gerilimler Yasasının sağlanıp sağlanmadığını ayrı ayrı gösteriniz. En büyük farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri nelerdir? 3. Hesaplama ve Deney sonuçları ile Tellegen Yasasının sağlanıp sağlanmadığını ayrı ayrı gösteriniz. En büyük farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri nelerdir?

14 CBÜ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRİK ELEKTRONİK ÖLÇMELERİ DENEY-3 GERİLİM BÖLÜCÜ VE KÖPRÜ DEVRESİ A. Yüklü ve Yüksüz Gerilim Bölücü Devrelerinin İncelenmesi Ön Bilgi : Gerilim bölücüler, dirençlerden oluşan ve genellikle güç kaynağının uçları arasına bağlanan devrelerdir. İsminden de anlaşılacağı gibi, belirli bir gerilimden başka değerlerde gerilimler elde etmekte kullanılırlar. Aşağıda Şekil 1 de dirençlerden oluşan bir gerilim bölücü devresi görülmektedir. Şekil 1 Bu devreler basit ve ucuz olduklarından elektrik-elektronik alanında çeşitli uygulama alanlarına sahiptirler. Güç kaynakları, ton kontrol devreleri, ses kontrol devreleri vb. devrelerde gerilim bölücüler kullanılır. Bu gerilim bölücü, değeri V K olan bir gerilim kaynağının uçlarına bağlandığında, çıkış geriliminin değeri : V O = V = I R => R K I K K = => R 1 V + R R V O V + = olur. K R R 1 Şekil 1 de görülen gerilim bölücü çıkışına herhangi bir yük bağlanmamış olduğu için, bu tip devrelere yüksüz gerilim bölücü adı verilir. Çıkışa yük bağlandığında ise, devre Şekil deki durumu alır ve yüklü gerilim bölücü olarak isimlendirilir. 1

15 Şekil Bu durumda çıkış gerilimi : (R // R ) L V O = V K R + (R // R ) 1 L olarak formüle edilir. (R // R ) değeri, R değerine ne kadar yakın olursa, gerilim bölücü o kadar yüksüz durumdaki L çalışma koşullarına yakın ( yani az yüklenmiş) demektir. (R // ) değerinin R değerine yakın R R L olabilmesi için de >> olmalıdır. I R L Akımlar açısından durum değerlendirilirse akımı A noktasında iki kola ayrılmaktadır. ve R1 R R L dirençlerinin arasındaki ters orantıya göre üzerlerinden geçen akım belirlenecektir. R direncinin, R L direncine göre çok çok büyük olması durumunda, akımı akımından çok daha küçük olacaktır. I Devreye bağlanan yük devreden ne kadar az akım çekerse, devreyi o kadar az yüklüyor demektir. Buna göre, bir devreye bağlanan yükün devreyi yüklemesi az ise, devrenin yüklü ve yüksüz durumlarındaki çalışması hemen hemen aynı demektir. Eğer R yükü devreyi fazlaca yüklerse ( R R olması durumu veya R nin R den büyük ama L L L yakın değerli olması durumlarında ), (R // R ) değeri R den oldukça küçük olacağından V L O çıkış gerilimi düşer. Bu durumda devrenin yüklü ve yüksüz çalışması arasında farklılık meydana gelir. Deneyde Kullanılacak Cihaz ve Malzemeler : 1 Adet DC güç kaynağı 1 Adet. KΩ direnç 1 Adet Multimetre 1 Adet 100 KΩ direnç Adet 1KΩ direnç ÖN ÇALIŞMA : Şekil 1 deki devrede, V K =1 V, R 1 = 1 KΩ, R = 1 KΩ seçerek a) Çıkış gerilimini hesaplayınız. Tablo 1 e kaydedin. RL I R

16 Şekil deki devrede, V K =1 V, R 1 = 1 KΩ, R = 1 KΩ, ve b) Çıkış gerilimini hesaplayınız. Tablo 1. e kaydedin. R L =. KΩ seçerek Şekil deki devrede, V K =1 V, R 1 = 1 KΩ, R = 1 KΩ, ve c) Çıkış gerilimini hesaplayınız. Tablo 1 e kaydedin. R L = 100 KΩ seçerek ÖNEMLİ NOT: Deneye kabul için, mutlaka ön çalışmanın her deney grubu tarafından yapılması gerekmektedir. İSTENENLER : Ön çalışmanın yapıldığını gösteren hesaplamalar ve Tablo 1 de gerekli yerlerin doldurulması. Deneyin Yapılışı : 1. Şekil 1 deki devreyi V K =1 V, R 1 = 1 KΩ, R = 1 KΩ seçerek kurunuz.. Her adımda kurduğunuz devreyi tekrar kontrol ettikten sonra gerilimi uygulayınız. 3. Çıkış gerilimini ölçerek Tablo 1 e kaydediniz. 4. Şekil deki devrede R direncine paralel R L =. KΩ direncini bağlayınız. 5. Çıkış gerilimini ölçerek Tablo 1 e kaydediniz. 6. Şekil deki devrede R direncine paralel R L = 100 KΩ direncini bağlayınız. 7. Çıkış gerilimini ölçerek Tablo 1 e kaydediniz. DENEY_3 ( A ) DİRENÇ DEĞERLERİ R 1 = 1 KΩ, R = 1 KΩ, R 1 = 1 KΩ, R = 1 KΩ, R 1 = 1 KΩ, R = 1 KΩ, R L R L R L = YOK =. KΩ = 100 KΩ Tablo 1 HESAPLAMA SONUCU V O ( Çıkış Gerilimi ) DENEY SONUCU V O ( Çıkış Gerilimi ) Sorular 1. Hesaplama, Simülasyon ve Deney sonuçlarından Yüksüz Gerilim Bölücü devresi çıkışındaki gerilimleri karşılaştırınız. En büyük farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri neler olabilir?. Hesaplama, Simülasyon ve Deney sonuçlarından Yüklü Gerilim Bölücü devreleri çıkışlarındaki gerilimleri karşılaştırınız. En büyük farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri neler olabilir? 3. Yüksüz Gerilim Bölücü devresi çıkışındaki gerilim ile Yüklü Gerilim Bölücü devresi çıkışındaki gerilim aynımıdır? Farklı ise bu fark neden oluşuyor.? 3

17 CBÜ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRİK ELEKTRONİK ÖLÇMELERİ DENEY-4 KÖPRÜ DEVRESİ Ön Bilgi : Bir köprü devresi, birbirine paralel bağlı iki gerilim bölücüden oluşmuştur (Şekil 1). Şekil 1 Bu devrede A ve B noktaları arasındaki gerilim farkının bulunuşu aşağıda verilmiştir. V AB = V A V B V A = Vk R + R 1 4 R 4 V B = Vk R + R 3 R 3 V AB = Vk R + R 1 4 R 4 Vk R + R 3 R 3 V AB geriliminin 0 olması durumunda köprü devresinin dengede olduğu söylenir. Deneyde Kullanılacak Cihaz ve Malzemeler : 1 Adet DC güç kaynağı 1 Adet 5.6 KΩ direnç 1 Adet Multimetre Adet 10 KΩ direnç Adet 1KΩ direnç 1 Adet 56 KΩ direnç 1 Adet. KΩ direnç 1 Adet 100 KΩ direnç 1

18 ÖN ÇALIŞMA: Şekil 1 deki devrede, V K =1 V seçiniz. ; A) R 1 = 1 KΩ, R = 1 KΩ, R 3 = 10 KΩ, R 4 = 10 KΩ seçip V, V, V gerilimlerini hesaplayarak Tablo 1 de gerekli yerlere yazınız. A B AB B) R 1 = 1 KΩ, R = 5.6 KΩ, R 3 = 56 KΩ, R 4 = 10 KΩ seçip V, V, V gerilimlerini hesaplayarak Tablo 1 de gerekli yerlere yazınız. A B AB C) R 1 = 1 KΩ, R = 10 KΩ, R 3 = 1 KΩ, R 4 = 10 KΩ seçip V, V, V gerilimlerini hesaplayarak Tablo 1 de gerekli yerlere yazınız. A B AB ÖNEMLİ NOT: Deneye kabul için, mutlaka ön çalışmanın her deney grubu tarafından yapılması gerekmektedir. İSTENENLER: Ön çalışmanın yapıldığını gösteren hesaplamalar ve Tablo 1 de gerekli yerlerin doldurulması. Deneyin Yapılışı : 1. Şekil 1 deki devreyi, Ön Çalışmada verilen A), B), ve C) adımlarındaki değerlerle ayrı ayrı kurunuz.. Her adımda kurduğunuz devreyi tekrar kontrol ettikten sonra gerilimi uygulayınız. 3. Her adımda V, V, V gerilimlerini ölçünüz, Tablo 1 de gerekli yerlere kaydediniz. A B AB Tablo 1 DENEY_4 ( B ) HESAPLAMA SONUCU DENEY SONUCU DİRENÇLER R1 R R3 R4 V A (V) V B B (V) V B AB (V) V A (V) V B (V) V AB (V) 1K 1K 10K 10K 1K 5.6 K 56K 10K 1K 10K 1K 10K Sorular 1. Hesaplama ve Deney sonuçlarından hangi durumlarda köprünün dengede olduğunu görülüyor. En büyük farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri neler olabilir?. Köprünün dengede olması direnç değerlerinin nasıl seçilmesi durumunda sağlanır? Genelleştirme yapılabilir mi?

19 Ön Bilgi: CBÜ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRİK ELEKTRONİK ÖLÇMELERİ DENEY-5 DÜĞÜM GERİLİMLERİ YÖNTEMİ Düğüm gerilimleri yönteminde devrenin düğümlerinden birisi referans düğümü seçilerek diğer bütün düğümlerin bu referans düğümüne göre gerilimlerinin(düğüm gerilimleri) bulunması amaçlanır. Düğüm gerilimleri bulunduktan sonra devredeki bütün eleman gerilimleri düğüm gerilimleri cinsinden elde edilir. Deneyde Kullanılacak Cihaz ve Malzemeler : Adet DC güç kaynağı 3 Adet 10 KΩ direnç 1 Adet Multimetre 1 Adet 3.3 KΩ direnç 1 Adet 5.6 KΩ direnç 1 Adet. KΩ direnç Ön Çalışma : Deneyde Kullanılacak Cihaz ve Malzemeler : Adet DC güç kaynağı 1 Adet 3.3 KΩ direnç 1 Adet Multimetre 1 Adet 4.7 KΩ direnç 1 Adet 1KΩ direnç Adet. KΩ direnç ÖNEMLİ NOT: Deneye kabul için, mutlaka ön çalışmanın her deney grubu tarafından yapılması gerekmektedir. İSTENENLER : Ön çalışmanın yapıldığını gösteren hesaplamalar ve Tablo 1. de gerekli yerlerin doldurulması. 1

20 Deneyin Yapılışı : 1. Şekildeki devreyi kurunuz.. Devreyi kontrol ettikten sonra gerilimi uygulayınız. 3. Düğüm gerilimlerini ölçünüz. Tablo 1 de uygun yerlere yazınız 4. Her direncin akımını ölçünüz. Tablo 1 de uygun yerlere yazınız. 5. Her direncin gerilimini ölçünüz. Tablo 1 de uygun yerlere yazınız. Tablo 1 HESAPLAMA DENEY VD1 VD VD3 HESAPLAMA DENEY IR1 IR IR3 IR4 IR5 IR6 HESAPLAMA DENEY VR1 VR VR3 VR4 VR5 VR6 Sorular 1. Hesaplama ve Deney sonuçlarından Düğüm gerilimlerinin aynı olduğu görülüyor mu? En büyük farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri neler olabilir?. Hesaplama ve Deney sonuçlarından direnç akım değerlerinin aynı olduğu görülüyor mu? En büyük farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri nelerdir? 3. Hesaplama ve Deney sonuçlarından dirençler üzerindeki gerilim değerlerinin aynı olduğu görülüyor mu? En büyük farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri nelerdir?

21 CBÜ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRİK ELEKTRONİK ÖLÇMELERİ DENEY-6 TOPLAMSALLIK(SÜPERPOZİSYON) TEOREMİ Ön Bilgi: Bağımsız kaynakların bulunduğu lineer bir devrede, herhangi bir elemana ilişkin akım veya gerilim değeri; Kaynaklar tek başına devrede olduğu zaman elde edilen akım veya gerilim değerlerinin toplamına eşittir. Süperpozisyon ilkesini uygulamak için; 1) Kaynaklar tek tek ele alınır. Bu sırada diğer kaynakların etkisi yok edilir. ( Gerilim kaynakları kısa devre, akım kaynakları açık devre ). ) Her bir kaynak için ilgilenilen elemana ilişkin akım veya gerilim değeri hesaplanır. 3) Tüm kaynaklar için ayrı ayrı bulunan akım veya gerilim değerleri toplanarak tam çözüme ulaşılır. Deneyde Kullanılacak Cihaz ve Malzemeler : Adet DC güç kaynağı 1 Adet 3.3 KΩ direnç 1 Adet Multimetre 1 Adet 4.7 KΩ direnç 1 Adet 1KΩ direnç Adet. KΩ direnç Ön Çalışma : Şekil 1 1

22 A) Şekil 1 de verilen devre için, süperpozisyon yöntemi ile( önce V1 sonra V kaynağını alarak) her bir direncin gerilimini hesaplayınız. Tablo 1 de uygun yere yazınız. V1 ve V kaynakları için ayrı ayrı bulduğunuz değerleri toplayarak gerçek gerilim değerlerini bulunuz. B) Şekil 1 de verilen devreyi ORCAD-PSpice programında kurunuz. 1. Her bir direncin gerilimini ölçünüz. Tablo 1 de uygun yere yazınız.. Süperpozisyon yöntemi ile (önce V1 kaynağını alınız V kaynağını kısa devre ediniz, sonra V kaynağını alınız V1 kaynağını kısa devre ediniz) her bir direncin gerilimini ölçünüz. V1 ve V kaynakları için ayrı ayrı bulduğunuz değerleri toplayarak gerçek gerilim değerlerini bulunuz. ÖNEMLİ NOT: Deneye kabul için, mutlaka ön çalışmanın her deney grubu tarafından yapılması gerekmektedir. İSTENENLER : Ön çalışmanın yapıldığını gösteren hesaplamalar (A), ORCAD-PSpice çıktıları(b), (Print screen komutu ile gerekli görüntüler alınabilir.), ve Tablo 1 de gerekli yerlerin doldurulması. Deneyin Yapılışı : 1. Şekil 1 deki devreyi kurunuz.. Devreyi kontrol ettikten sonra gerilimi uygulayınız. 3. Her bir direncin gerilimini ölçünüz. Tablo 1 de uygun yere yazınız. 4. Önce V1 kaynağını alınız, V kaynağının uçlarını kısa devre ediniz. Her bir direncin gerilimini ölçünüz. Tablo 1 de uygun yere yazınız. 5. Sonra V kaynağını alınız, V1 kaynağının uçlarını kısa devre ediniz. Her bir direncin gerilimini ölçünüz. Tablo 1 de uygun yere yazınız. 6. V1 ve V kaynakları için ayrı ayrı bulduğunuz değerleri toplayarak gerçek gerilim değerlerini bulunuz. Tablo 1 de uygun yere yazınız.

23 Tablo 1 DENEY 6 R1.K R 1K DİRENÇLER R3 4.7K R4 3.3K R5.K V HESAPLAMA V V 1 V SİMÜLASYON DENEY 3.adım 4.adım 5.adım 6.adım V V V V V V V Sorular 1. Hesaplama, Simülasyon ve Deney sonuçlarından V değerlerinin aynı olduğu görülüyor mu? En büyük farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri neler olabilir?. Hesaplama, Simülasyon ve Deney sonuçlarından V değerlerinin aynı olduğu görülüyor mu? En büyük farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri nelerdir? 3. Hesaplama, Simülasyon ve Deney sonuçlarından V değerlerinin aynı olduğu görülüyor mu? En büyük farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri nelerdir? 3

24 CBÜ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRİK ELEKTRONİK ÖLÇMELERİ DENEY-7 THEVENİN TEOREMİ Ön Bilgi: Çok sayıda elamanı bulunan herhangi bir devrenin bir elemanın veya sadece bir kısmının incelenmesi gerektiğinde, tüm devreyi göz önüne almak yerine, incelenecek eleman ya da devre parçasını bütün olan devreden ayırıp geriye kalan devre parçasını bir kaynak ve buna seri bağlı bir empedans ile temsil etmek suretiyle incelemek daha basit olabilir. Bu işlemde kullanılan teoreme Thevenin Teoremi denir ve elde edilen eşdeğer devreye Thevenin eşdeğer devresi adı verilir. (a) (b) (c) (d) Şekil 1 a) Deney için verilen devre b) Verilen devrenin Thevenin eşdeğer devresini oluşturmak için açık devre geriliminin elde edilmesi c) Verilen devrenin Thevenin eşdeğer devresini oluşturmak için Rth eşdeğer direnç değerinin elde edilmesi d) Genel devrenin Thevenin eşdeğer devresi. 1

25 Bu eşdeğer devre oluşturulurken ilgili eleman veya devre parçası devreden çıkarılır ve geriye kalan kısmın ( Thevenin eşdeğeri bulunacak olan kısım) ayrılma noktaları arasındaki açık devre gerilim belirlenip bu gerilim Thevenin eşdeğer devresinin kaynak gerilimi olarak kullanılır. Daha sonra eşdeğeri elde edilecek devre parçasındaki kaynaklar etkisiz hale getirilerek (gerilim kaynakları kısa devre, akım kaynakları açık devre edilerek) devrenin bölündüğü noktalardan bakıldığında görülen empedans hesaplanır ve Thevenin eşdeğer empedansı olarak isimlendirilen bu empedans daha önce belirlenen kaynağa seri olarak bağlanır. Bir kaynaktan ve ona seri bağlı bir empedanstan oluşan bu eşdeğer devre, incelenecek kısmın devreden sökülmesi durumunda geriye kalan kısmın Thevenin eşdeğeridir. Şekil 1.a da verilen devre göz önüne alındığında, a-b uçlarından görülen Thevenin eşdeğer devresinin oluşturmak için V ab ( V th ) açık devre gerilimi Şekil 1.b den, a-b uçlarından görülen eşdeğer dirençte (R th ) Şekil 1.c den belirlenerek Şekil 1.d deki eşdeğer devre elde edilir. Deneyde Kullanılacak Cihaz ve Malzemele (Güç kaynağı haricindekileri öğrenci getirecek): 1 Adet DC güç kaynağı 1 Adet 3.3 KΩ direnç Adet 1KΩ direnç 1 Adet Multimetre 1 Adet 70 Ω direnç 1 Adet 330Ω direnç 1 Adet Breadboard 1 Adet 100 Ω direnç 1 Adet 1KΩ potansiyometre ÖN ÇALIŞMA: Şekil 1 deki devrede, V s =1V R 1 =1K R =3.3K R 3 =330Ω R 4 =70Ω R 5 =100Ω seçerek; a) V ab ( V th ) gerilimini, b) R ab eşdeğer direncini hesaplayarak Tablo 1 de gerekli yerlere yazınız. ÖNEMLİ NOT: Deneye kabul için, mutlaka ön çalışmanın her deney grubu tarafından yapılması gerekmektedir. İSTENENLER: Ön çalışmanın yapıldığını gösteren hesaplamalar ve Tablo 1 de gerekli yerlerin doldurulması. Deneyin Yapılışı: 1- Şekil 1 (a) da verilen devreyi kurunuz. - R L direnci üzerinden akan akımı ve bu direnç üzerinde düşen gerilimi ölçerek kaydediniz. 3- R L direncini devreden çıkartarak a-b uçlarındaki açık devre gerilimini ölçüp kaydediniz. 4- Kaynağı kapatıp kaynağa bağlı uçları kısa devre ederek a-b uçlarından görülen direnci ohmmetre yardımıyla ölçüp kaydediniz. 5- Şekil 1(d) de verilen devreyi kurunuz. 6- V th gerilimini güç kaynağından V ab ye ayarlayınız. 7- R L direnci üzerinden akan akımı ve bu direnç üzerinde düşen gerilimi ölçerek kaydediniz. 8-. şıkta ölçülen değerlerle 7. şıkta ölçülen değerleri karşılaştırınız. NOT: Şekilde verilen işaret yönlerini dikkate alarak ters yönde çıkan değerleri (-) işaretli olarak alınız. Tablo 1 Sorular 1. Hesaplama ve deney sonuçları ile Thevenin Teoreminin sağlanıp sağlanmadığını gösteriniz. Farklılık oluştuysa bunun nedenleri neler olabilir?

26 CBÜ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRİK ELEKTRONİK ÖLÇMELERİ DENEY-8 MAKSİMUM GÜÇ TRANSFERİ TEOREMİNİN İNCELENMESİ Ön Bilgi: İç dirence sahip herhangi bir kaynaktan bir yüke maksimum güç transferi yapılabilmesi için yük empedansı, kaynak iç empedansının kompleks eşleniği olmalıdır. Buna maksimum güç transferi teoremi denir. Şekil 1 Deney Çalışması için Gerekli Devre Şeması. Devre ara bağlaşımı yani devrede yer alan ara bağlantılar arasında sinyal gücünün istenilen şekilde kontrol edilebilmesi elektronikte yer alan önemli hususlardan birisidir. Şekil 1 deki devrede RL üzerindeki gerilim; olarak elde edilir. Sabit bir kaynak ve değişken bir yük göz önüne alınırsa, yük direnci, R s direncine göre ne kadar büyük olursa yük direnci üzerindeki gerilim o derece yüksek olacaktır. İdealde yük direncinin sonsuz değerde olması yani bir açık devrenin yer alması istenir. Bu durumda; olacaktır. Yük üzerinde oluşan akım ise; şeklindedir. Yeniden sabit bir kaynak ve değişken bir yük direnci göz önüne alınırsa, yük direnci R S direncine göre ne derece küçük değerlikli olursa burada akacak akım o derece büyük olacaktır. Dolayısıyla maksimum akım akması için yükün bir kısa devre olması istenir. Bu durumda; 1

27 olacaktır. Yük üzerinde oluşacak güç v.i olarak ifade edileceğinden elde edilecek güç; şeklinde ifade edilebilir. Verilen kaynak için R S ve V S değerleri sabit olacağından elde edilebilecek güç sadece yük direncinin değişimine bağlı olarak değişecektir. Gerek maksimum gerilim (R L = olmalı) gerekse de maksimum akım (R L =0 olmalı) üretebilmesi için gerekli şartlar altında edilebilecek güç sıfır olmaktadır. Dolayısıyla yük direncinin bu iki değeri altında gücü maksimum değerine getirebileceği söylenebilir. Bu yük direnci değerinin bulunabilmesi için gücün yük direncine göre türevi alınıp sıfıra eşitlenirse; ifadesi elde edilir. Dolayısıyla bu eşitlikten de açıkça görüleceği üzere yük direnci, kaynağın direnci Rs direncine eşit olduğunda türev ifadesi sıfır olmaktadır. Dolaysıyla maksimum güç şartı altında gerçekleşmektedir. Bu durumda maksimum güç; olarak elde edilir. Deneyde Kullanılacak Cihaz ve Malzemele (Güç kaynağı haricindekileri öğrenci getirecek): 1 Adet DC güç kaynağı 1 Adet 1KΩ direnç 1 Adet 10KΩ direnç 1 Adet Multimetre 1 Adet 100 Ω direnç 1 Adet 5KΩ potansiyometre 1 Adet Breadboard ÖN ÇALIŞMA: Kısaca aşağıdaki soruları cevaplayın. 1) Şekil 1 deki devrede R L üzerindeki gerilimin maksimum olması için R L direncinin değeri ne olmalıdır? ) Şekil 1 deki devrede R L üzerindeki akımın maksimum olması için R L direncinin değeri ne olmalıdır? 3) Şekil 1 deki devrede R L üzerindeki gücün maksimum olması için R L direncinin değeri ne olmalıdır? ÖNEMLİ NOT: Deneye kabul için, mutlaka ön çalışmanın her deney grubu tarafından yapılması gerekmektedir. İSTENENLER: Ön çalışmadaki soruların cevapları

28 Deney Yapılışı: 1) Kaynak çıkışına iki değişik direnç bağlayıp bunların üzerinden akan akımları okuyarak kaynak iç direncini belirleyin. ) Şekil 1 deki devreyi kurunuz. ( V S =5 V ) 3) R L direncini Tablo 1 deki değerlere ayarlayıp her bir R L değeri için okuyacağınız akım ve gerilim değerlerini ölçüp Tablo 1 e kaydediniz. 4) Her bir R L değeri için bu dirençte harcanan gücü hesaplayarak, direnç değerine bağlı olarak yüke aktarılan gücün değişimini gösteren grafiği çiziniz. Tablo 1 Deneye ait Yapılan Ölçüm Sonuçları Sorular 1) Deney sırasında R L üzerinde en yüksek gücü hangi R L yük direnci üzerinde ölçtünüz? ) R L üzerinde en yüksek gücü ölçtüğünüz R L direnç değerini, R S kaynak direnci ile kıyaslayınız. 3) R L direnç değerine bağlı olarak yüke aktarılan gücün değişimini gösteren grafiği yorumlayınız. 3