Fotoğraf 1: a) Breadboard un Dıştan Görünümü, b) Breadboard un İç Yapısı

Transkript

1 Deney No: 1 Deneyin Adı: Ölçü Aletlerinin Tanıtılması Deneyin Amacı: Breadboard üzerinde devre kurma alışkanlığı kazanmak ve elektrik devrelerindeki akım, gerilim, direnç gibi fiziksel büyüklükleri ölçmeyi öğrenmek Önbilgi 1.Deney Ekipmanlarının Tanıtılması a) Breadboard Breadboard, elektrik devrelerinin üzerine kurulmasını sağlayan en temel deney ekipmanıdır. Fotoğraf 1-a ve 1-b de breadboard un sırasıyla dıştan ve içten görünümü görülmektedir. Breadboard dıştan, 1-30 a kadar rakamlar ve a-j e kadar sayılarla satır ve sütun numarası tanımlı, çok sayıda delikten oluşan dışı plastik kaplı bir devre ekipmanıdır. Fotoğraf 1-b de görülen iç yapısına bakıldığında ise; dıştan görülen delikleri elektriksel olarak birbirine bağlayan birçok metal parçada oluştuğu görülmektedir. Bu parçalar, delikten sokulacak telleri sıkıca yerinde tutacak şekillerde üretilmiş ve plastiğin içerisine sağlamca yerleştirilmişlerdir. Fotoğraf 1: a) Breadboard un Dıştan Görünümü, b) Breadboard un İç Yapısı Breadboard üzerindeki delikler yatay ve dikey olarak kısa devre edilmiştir. Fotoğraf 1-a da görüldüğü gibi breadboard harflerden (a,b,c,d,e,f,g,h,i,j) oluşan satırlara ve (1,2, 30) rakamlardan oluşan sütunlara ayrılmıştır. Ortada görülen deliklerden aynı rakam numarasına sahip fakat farklı harf numarası bulunan 5 er delikler kendi arasında yatay olarak kısa devredir. Örneğin; a1, b1, c1, d1, e1 aynı rakam numaralı dolayısıyla aynı hat üzerinde bulunmaktadır. Sayfa Toplam Sayfa

2 b) DC Güç Kaynağı DC güç kaynakları, elektronik devrelerin çalıştırılması için zamana bağlı olarak yönü ve şiddeti değişmeyen elektriksel sinyal üretirler. DC güç kaynağının vermesini istediğimiz, gerilim değeri, kaynağın üzerinde yer alan ayar düğmesi ayarlanır. Ayarlanan gerilim ve kaynağın çektiği akım değerleri dijital ekranda gözlemlenir. Ayarlanabilir gerilim, -30V < V istenen <+30 V ise analog devre tasarımlarında kullanılır. Güç kaynağının sabit gerilimi (+ 5 V) TTL devre tasarımlarında kullanılır. Fotoğraf 2: DC Güç Kaynağı Şekil 1: a) DC Gerilim Sinyali, b) DC Akım Sinyali c) İşaret Üreteci (Fonksiyon Jeneratörü) İşaret üreteci, belirli alt ve üst sınırlar içerisinde, istenilen genlik ve frekans değerinde sinüs, kare, üçgen gibi dalga şekillerini üretebilir. Sayfa Toplam Sayfa

3 Fotoğraf 3: Fonksiyon Jeneratörü d) Multimetre Akım, gerilim ve direnç ölçümü gibi temel ölçümlerin yanında kapasitans, endüktans, diyot, transistör, frekans ve iletkenlik gibi elektriksel büyüklükleri de ölçebilen ölçü aletine Multimetre denir. Multimetreler, analog ve sayısal olmak üzere iki çeşittir. Ölçülen değeri bir ölçek üzerinde sapabilen ibre (ya da benzeri bir mekanik hareket) ile gösteren ölçü aletine analog multimetre denir. Ölçülen değeri sayısal bir gösterge üzerinde sayısal olarak gösteren ölçü aletine ise digital multimetre denir. Fotoğraf 4: a) Analog Multimetre b) Digital Multimetre Sayfa Toplam Sayfa

4 Multimetre Ayar Düğmeleri Şekil 2: a) Multimetre Elektriksel Büyüklük ve Kademe Ayarı Seçim Kısmı OFF konumu Cihazı kapatmak için kullanılır. V konumu 1.İşlevi: AC gerilimi ölçer. 2.İşlevi: DC gerilimi ölçer. Ω/Buzzer konumu 1.İşlevi: Direnç ölçmek için kullanılır. 2.İşlevi: Kısa devre testi (Buzzer). ma konumu 1.İşlevi: AC akım (mili amper mertebesinde) ölçmek için kullanılır. 2.İşlevi: DC akım (mili amper mertebesinde) ölçmek için kullanılır. 20A konumu 1.İşlevi: AC akım (amper mertebesinde) ölçmek için kullanılır. 2.İşlevi: DC akım (amper mertebesinde) ölçmek için kullanılır Hz konumu Frekans ölçmek için kullanılır. Diyot/C konumu 1.İşlevi: Diyot eşik gerilim değerini ölçer. 2.İşlevi: Kondansatör kapasite değerini ölçer. Şekil 3: Multimetrede Ölçüm Problarının Bağlantı Şeklinin Gösterimi Amper mertebesinde akım ölçmek için kullanılır. Miliamper mertebesinde akım ölçmek için kullanılır. Referans ucu takmak için kullanılır. Akım ölçümü haricinde multimetre ile ölçülebilen diğer bütün büyüklükleri ölçmek için kullanılır. (V,R,Hz gibi ) Sayfa Toplam Sayfa

5 2.Gerilim, Akım ve Direnç Ölçümü Gerilim nasıl ölçülür? 1.Voltmetre, gerilimi ölçülecek devre elemanı ile paralel bağlanır. Şekil 4: Voltmetre ile gerilim ölçmek için bağlantı şekli 2. DC gerilim ölçümünde yön önemlidir. Her şeyden önce hatalı bağlantı ile Kirchhoff un kanunlarına aykırı bir iş yapıldığı için yönler dikkate alınarak bağlanmalıdır. Ters yönde de sapabilen analog ölçü aletleri mevcut olmasına karşın; Bazı analog voltmetrelerde, voltmetrenin ölçüm uçları ter yönde sapma özelliğine sahip değildir. İbre ters yönde sapmaya zorlanırsa, bunun sonucunda ibre eğrilebilir ya da ölçü aleti zarar görebilir. 3. AC gerilim ölçümlerinde voltmetrenin bağlanma yönü önemli değildir. 4. Ölçü aleti üzerinde gerilim ölçümü için mevcut olan uygun test soketlerinin kullanılması gerekir. Örneğin gerilim ölçümü için gerilim test soketi gb. 5. AC veya DC ölçümün hangisi yapılıyorsa, fonksiyon seçme anahtarlarının bunlara uygun konumlarda olması gereklidir. AC gerilim ölçümü yaparken DC kademede ise ortalama değeri gösterir. AC kademede iken gerilimin efektif (etkin) değerini gösterir. 6. Ölçüm aralığı seçme anahtarlarının uygun konumlarda olması gereklidir. Eğer ölçülecek değer tam olarak bilinmiyorsa, tahmin edilen değerin bir üst kademesine getirilerek ölçüme başlanmalıdır. Ölçülen kademede okunan değer, ancak ve ancak alt kademenin en büyük değerinden küçükse, hassas okuma yapmak için daha sonra alt kademeye getirilebilir. Bu ayarlamaların uygun yapılmaması durumunda ölçü aleti zarar görebilir. Akım nasıl ölçülür? 1.Ampermetre, akımı ölçülecek devre elemanına seri bağlanır. Sayfa Toplam Sayfa

6 Şekil 5: Ampermetre ile akım ölçmek için bağlantı şekli 2. DC akım ölçülürken yön önemlidir. Her şeyden önce hatalı bağlantı ile Kirchhoff un kanunlarına aykırı bir iş yapıldığı için yönler dikkate alınarak bağlanmalıdır. Analog DC ampermetre de akım yönüne duyarlıdır. Ters bağlantı yapıldığında ibre ters yöne sapar. Sayısal ampermetrelerde ise ters bağlantı durumunda göstergede akım değerinin başında eksi işareti okunur, fakat ölçü aleti hasar görmez. 3. AC akım ölçümlerinde ampermetrenin bağlanma yönü önemli değildir. 4. Ölçü aleti üzerinde akım ölçümü için mevcut olan uygun test soketlerinin kullanılması gerekir. Sadece akım ölçümü için ayrılan soketler kullanılmalıdır. 5. Ölçüm aralığı seçme anahtarlarının uygun konumlarda olması gereklidir. Eğer ölçülecek değer tam olarak bilinmiyorsa, tahmin edilen değerin bir üst kademesine getirilerek ölçüme başlanmalıdır. Ölçülen kademede okunan değer, ancak ve ancak alt kademenin en büyük değerinden küçükse, hassas okuma yapmak için daha sonra alt kademeye getirilebilir. Bu ayarlamaların uygun yapılmaması durumunda ölçü aleti zarar görebilir. 6. AC veya DC ölçümün hangisi yapılıyorsa, fonksiyon seçme anahtarlarının bunlara uygun konumlarda olması gereklidir. AC akım ölçümü yaparken DC kademede ise ortalama değeri gösterir. AC kademede iken akımın efektif (etkin)değerini gösterir. 7. Güç kaynağı açılır ve akımın geçtiği yöne göre (+) ya da ( ) değer okunur. Elde edilen değer (-) ise ve böyle bir bağlantı deney sorumlusu tarafından istenmemişse hatalı bir bağlantı yapmışsınızdır. Ampermetre uçları güç kaynağı kapatılarak değiştirilmelidir. Direnç nasıl ölçülür? Elektriksel direnç Ohmmetre ile ölçülür. Ohmmetre olarak Avometre veya SMM kullanılır. Direnci ölçülecek olan elemanın devre ile bağlantısının olmaması gerekir, en azından bir ucunun boşta olması gereklidir. Ohmmetre ile direnç ölçümü için sırasıyla aşağıdaki kurallar uygulanmalıdır: 1. Analog Ohmmetre ile ölçüm yapılacak ise, önce Ohmmetrenin ölçüm uçları birbirlerine değdirilerek ibrenin sıfır ohm gösterecek şekilde sapıp sapmadığı kontrol edilir. Ohmmetre pilinin kuvvetli ya da zayıf olmasına göre ibre sıfır ohm un biraz sağında veya solunda Sayfa Toplam Sayfa

7 olabilir. İbre tam sıfır ohm çizgisi üzerinde değilse, ibreyi sıfır ohm çizgisi üzerine getirmek için sıfır ayar vidası ile ayar yapılır. 2. Sayısal Ohmmetre ile ölçüm yapılacak ise, Ohmmetrenin doğru çalışıp çalışmadığından anlamak için aşağıdaki işlemleri yapılır. Ohmmetrenin uçları açık iken göstergenin sol tarafında yanıp sönen 1 sayısının olduğundan ve Low Batt mesajının görünmediğinden emin olunuz. Göstergedeki yanıp sönen 1 sayısı Ohmmetrenin o anda ölçtüğü direncin sonsuz (yani açık devre) olduğunu belirtir. Daha sonra Ohmmetrenin uçlarını birbirine birleştirilir. Bu durumda göstergede çok küçük değerde bir reel sayı okunacaktır. Bu reel sayı, ölçü aletinin ve ölçü aleti kablolarının toplam iç direncidir. Göstergede bunlardan farklı değerler görünmesi durumunda ölçü aletiniz bozulmuş veya pili zayıflamış olabilir. 3. Uygun bir ohm kademesi seçilir. Eğer direnç değeri bilinmiyorsa, en yüksek kademeden başlanarak uygun konumuna gelinceye kadar kademe azaltılır. Şekil 6: Eşdeğer Direnç Ölçümü İçin Örnek Bağlantı Şekli 4. Ohmmetrenin ölçüm uçları direncin iki ucuna sıkıca temas ettirilir. Ölçüm sırasında, ölçüm yapan kişi direncin bir ucundan tutabilir, fakat direncin iki ucundan da tutması durumunda kendi vücut direnci de ölçülen direnç ile paralel bağlı olacağından hatalı ölçüm yapılmış olur. 5. Bazı sayısal Ohmetreler doğrudan değeri göstermez. Bu durumda kademenin yanında yazan bir çarpan ile çarpılarak gerçek direnç değeri bulunur. 6. Dirençler üzerlerindeki değerde olmazlar. Dirençlerin gerçek değerlerinin Ohmmetre ile ölçülmesi gerekir. Dirençlerin tolerans değerlerinin olması, teorik ve pratik sonuçlarda farklılığa neden olan sebeplerden biridir. 7. Laboratuarda özellikle deney sorumlusu bir asistan yanınızda yokken, gerilim vererek ölçü aletlerini öğrenmeyi deniyorsanız, kendinize ve cihazlara zarar verememek için hem KΩ mertebesinde dirençler kullanmanız hem de küçük küçük gerilimlerle (örneğin 1V,5V..10V gibi) çalışarak, devrenizden ma seviyesinde akımlar geçirmeniz istenmektedir. Örneğin 10V luk bir gerilim kaynağına 1 Ω luk seri bir direnç bağlarsanız, devreden 1 A gibi büyük bir akım geçer. Böyle bir durumda ilk olarak, laboratuardaki dirençlerin gücü P=V.I=10W olmadığı için hemen bozulacak veya yanacaktır. İkinci olarak eğer devrede bir ölçü aletinizde varsa ve en yüksek kademede değilse o da zarar görecektir. Direnç Renk Kodları Direnç değerleri, ölçü aleti kullanmadan üzerindeki renklerin kodları kullanarak da hesaplanabilir. Karbon dirençler üzerindeki renk bantları Şekil 7 de gösterilmiş, renk kodları Tablo 1 de verilmiştir. Şekil 7 de görüldüğü gibi, dört renk bandından üçü (A, B ve C) Sayfa Toplam Sayfa

8 birbirine yakın, dördüncüsü (T) bu gruptan biraz uzaktır. A, B ve C renk bantları direncin değerini tanımlar, T renk bandı ise direncin toleransını tanımlar. Direncin toleransı, üretim hataları nedeniyle direnç değerinin üzerinde yazılı olan değerden yüzde kaç farklı olabileceğini (beklenen değerden sapma miktarını) gösterir. Örneğin, 100 luk bir direncin toleransı ±%5 ise, direncin değeri büyük bir olasılıkla 95 ile 105 Ω arasındır. Şekil 7: Karbon Direnç Renk Bantları Tablo-1: Direnç Renk Kodları İpucu: En kolay ezberleme yollarından birisi, ezberlemek istediğimiz olay ya da durumu kolayca hatırlayacağımız başka bir şeye benzemektir. Direnç renk kodlarını aklımızda tutmak için, SO.KA.K.TA SA.YA.MA.M sihirli sözcüğünü kullanabiliriz. Sayfa Toplam Sayfa

9 Deney No: 2 Deneyin Adı: Kirchoff un Akım ve Gerilimler Yasası Deneyin Amacı: * Kırchoff un akımlar ve gerilimler yasasını öğrenmek ve bread board üzerinde kurulan basit elektrik devreleri yardımıyla bu yasaları pekiştirmek * Direnç, diyot ve zener diyot gibi devre elemanlarının Akım-Gerilim öz eğrilerini çıkararak elemanların karakteristik özelliklerinin anlaşılması Önbilgi Kırchoff un Akımlar ve Gerilimler Yasası nı daha iyi anlayabilmek için öncelikle çevre ve düğüm kavramlarından bahsedilmelidir. Düğüm: Bir devrede dolaşan akımın iki veya daha fazla parçaya bölündüğü her nokta, düğüm olarak adlandırılır. Çevre: Bir elektrik devresinde herhangi bir noktadan başlayıp tekrar aynı noktaya gelinceye kadar devrede dolaşılan kapalı yola çevre denir. Şekil-1: DC Beslemeli Bir Elektrik Devresinde Kapalı Çevrelerin Ve Düğüm Noktalarının Gösterilmesi 1.Kırchoff un Akımlar Yasası (KCL) Bu yasaya göre herhangi bir düğüm noktasına gelen akımların toplamı, düğüm noktasından çıkan akımların toplamına eşittir. Şekil-1 deki her bir düğüme ilişkin düğüm denklemlerini (D1, D2, D3 ve D4) Tablo-1 de görmekteyiz. Tablo-1: Şekil-1 de Verilen Devre İçin Düğüm Denklemleri Düğüm Numarası Düğüme Giren Akımlar Düğümden Çıkan Akımlar Düğüm Denklemi 1 I1 I2 ve I3 I1=I2+I3 2 I2 I4 ve ı5 I2=I4+I5 3 I3 ve I4 I6 I3+I4=I6 4 I5 ve I6 I7 I5+I6=I7

10 2. Kırchoff un Gerilimler Yasası (KVL) Bir elektrik devresinde kapalı bir çevre içerisinde gerilimlerin toplamı sıfıra eşittir. Diğer bir ifadeyle kapalı bir çevrede, kaynağın sağladığı gerilim, elemanlar (R, L ve C vs.) üzerinde harcanan gerilim değerlerinin toplamına eşittir. Şekil-1 deki her bir kapalı çevreye ilişkin (Ç1, Ç2 VE Ç3) çevre denklemlerini Tablo-2 de görmekteyiz. Tablo-2: Şekil-1 de Verilen Devre İçin Çevre Denklemlerinin Elde Edilmesi Çevre (Döngü) Numarası Çevrede Yer Alan Gerilim Çevrede Yer Alan Dirençler Düğüm Denklemi Kaynağı 1 E R 1,R 2,R 5 E=V 1 +V 2 +V R 2,R 3,R 4 V 3 =V 2 +V R 4,R 5,R 6 V 5 =V 4 +V 6 Doğrusal Direncin Akım-Gerilim Öz eğrisinin Çıkarılması Zamana bağlı olarak değeri değişmeyen, içinden geçen akım ile uçları arasındaki gerilim düşümü arasındaki ilişki doğrusal olan devre elemanıdır. Doğrusal dirençlerde, direncin üzerindeki gerilim düşümü arttığında orantılı olarak uçlarından geçen akımında artar dolayısıyla R= V/I denkleminden direnç değeri her t anı için sabit kalır (Şekil 2-b). (a) (b) Şekil-2: (a) Doğrusal Direncin Simgesi ve (b) Akım-Gerilim Özeğrisi

11 Deney No: 3 Deneyin Adı: Thevenin ve Norton Teoremi Deneyin Amacı: Deneyin amacı, elektrik devrelerinin çözümlenmesinde kullanılan önemli teoremlerden olan Thevenin ve Norton teoremlerinin deneysel olarak incelenmesidir. Önbilgi 1.Thevenin Teoremi Thevenin Teoremi, karmaşık bir devrede herhangi iki nokta arasında akan akım veya gerilim hesaplanmak istenildiğinde ilgili devrenin daha basit çözümlenmesini sağlar. Bunun için devre, Thevenin eşdeğer devresi denilen çok daha basit bir devreye dönüştürülür. Seçilen uçlar arası açık devre düşünülerek, uçlar arasındaki açık devre gerilimi (V th ) ve eşdeğer direnç (R th ) bulunarak iki nokta arasında görülen devre seri bağlı bir direnç (R th ) ve bir gerilim kaynağı (V th ) ile ifade edilir (Şekil1). Şekil 1:Thevenin Eşdeğer Devresi Örnek Uygulama Thevenin Teoremi, Şekil 2 de verilen örnek devre için adım adım uygulanırsa; Şekil 2:Thevenin Teoremi uygulanacak örnek devre 1.Devrede bağımsız kaynaklar iptal edilerek (Akım kaynakları açık devre, gerilim kaynakları kısa devre yapılır.) A-B uçları arasında görülen eşdeğer direnç (R th ) bulunur.

12 Şekil3: 2 de verilen örnek devrenin 1. Adım uygulanmış şekli 2. Devre tekrar eski haline dönüştürülerek gerilim bölme kuralı yada ohm kanunu kullanılarak A-B uçları arasında görülen açık devre gerilimi Vth bulunur. Şekil4:2 de verilen örnek devrenin 2. Adım uygulanmış şekli 3. Bulunan Rth, Vth değerleri ve akım, gerilim (I L ve V L ) değerleri bilinmek istenen R L kullanılarak Thevenin Eşdeğer Devresi çizilir. Şekil5: 2 de verilen örnek devrenin Thevenin Eşdeğer Devresi 2.Norton Teoremi Norton Teoremi, Thevenin teoremine benzer şekilde seçilen iki uç arasında yer alan devrenin basitleştirilmesi esasına dayanır. Norton teoreminde farklı olarak çözüme akım üzerinden gidilir. Seçilen uçlar arası (A-B) kısa devre düşünülerek, uçlar arasındaki kısa devre akımı (I N ) ve eşdeğer direnç (R N ) bulunarak iki nokta arasında görülen devre paralel bağlı bir direnç (R N ) ve bir akım kaynağı (I N ) ile ifade edilir (Şekil6).

13 Şekil 6: Norton Eşdeğer Devresi Örnek Uygulama Thevenin Teoremi uyguladığımız 2 de verilen örnek devre için Norton Teoremi uygulanırsa; 1. Devrede bağımsız kaynaklar iptal edilerek (Akım kaynakları açık devre, gerilim kaynakları kısa devre yapılır.) A-B uçları arasında görülen eşdeğer direnç (R N ) bulunur. Şekil 7: 2 de verilen örnek devrenin 1. Adım uygulanmış şekli 2. Devrede yer alan bağımsız kaynak tekrar eski haline dönüştürülür ve A-B uçları arası kısa devre yapılır.bu durumda A-B uçları arasında görülen kısa devre akımı I N bulunur. Şekil 8: 2 de verilen örnek devrenin 2. Adım uygulanmış şekli A-B uçlarının kısa devre edilmesi 100 ohm luk iki direncinde kısa devre edilmesi anlamına gelmektedir. Bu durumda kısa devre yolundan akacak akım sadece 25 er ohm luk iki seri dirençten geçecek ve değeri IN=100V/50Ω=2A olacaktır. 3. Bulunan R N, V N değerleri ve akım, gerilim (I L ve V L ) değerleri bilinmek istenen R L kullanılarak Norton Eşdeğer Devresi çizilir.

14 Şekil 9: 2 de verilen örnek devrenin Norton Eşdeğer Devresi

15 Deney No: 4 Deneyin Adı: Devre Çözümlenmesinde Toplamsallık (Süperpozisyon) Teoremi Deneyin Amacı: Deneyin amacı, elektrik devrelerinin çözümlenmesinde kullanılan önemli teoremlerinden biri olan Toplamsallık teoreminin deneysel olarak incelenmesidir. Önbilgi Birden çok bağımsız kaynağın bulunduğu lineer bir devrede, herhangi bir elemana ilişkin akım veya gerilim değeri; bağımsız kaynakların her birinin teker teker yapmış oldukları katkıların toplamına eşittir. Süperpozisyon ilkesini uygulamak için; 1. Devredeki gerilim veya akım kaynaklarından herhangi birisi seçilir. Bu sırada diğer kaynaklar yok edilir (Gerilim kaynakları kısa devre, akım kaynakları açık devre yapılır). 2. İlgilenilen devre elemanlarına ilişkin akım ve gerilim değerleri hesaplanır ve kaydedilir ve 2. Adımdaki işlemler her bir kaynak için teker teker yapılır. 4. Tüm kaynaklar için ayrı ayrı bulunan akım veya gerilim değerleri yönleri de dikkate alınarak toplanır ve tam çözüme ulaşılır.

16 Deney No: 5 Deneyin Adı:Güç Sakınımı Ve Maksimum Güç Transferi 1.Deneyin Amacı *Devrede üretilen ve tüketilen güç toplamlarının sıfıra eşit olduğunu deneysel olarak ispat etmek. *Yüke maksimum güç aktarmak için yük empedansının hangi koşulları sağlaması gerektiğini belirlemek. *Maksimum güç transferi olduğu zaman, devrenin verimini gözlemlemek. 2-Önbilgi 2.1 Güç ve Güç Sakınımı Bir elektrik devresindeki güç kaynağının amacı, yüke elektrik enerjisi sağlamaktır. Yük bu enerjiyi, gerekli bazı işleri yapmak için kullanır. Elektrikte iş, elektrik akımının hareketi ile yapılır. Güç, iş yapma oranıdır. Güç ölçü birimi Watt (W)'tır. Bir amperlik akım üreten bir voltluk kuvvet, bir wattlık güce karşılık gelir. Wattmetre, güç ölçmek için kullanılan temel cihazdır. Bir dc devredeki elektriksel güç aşağıdaki üç formülle ifade edilebilir: P = E I, P = I 2 R, P = E 2 / R Burada P = güç (watt) E = gerilim (volt) I = akım (amper) R = direnç (ohm) Güç kaynağı tarafından sağlanan elektriksel gücün, daima devrede harcanan güce eşittir.(tellegen Teoremi). ΣP üretilen =ΣP tüketilen Güç sakınımı: Σ p = 0 İşaret Referansı: Kaynağın güç harcadığını ya da güç verdiğini tespit etmek amacıyla kullanırız.

17 Şekil 1:İşaret Referansı 2.2 Maksimum Güç Transferi Maksimum güç transferi kuramı; doğrusal bir devrede, yük direnci Thevenin eşdeğer direncine eşitken, yükün güç kaynağından maksimum gücü çekebileceğini anlatır. I = E th / ( R th + R L ) P RL = I2 R L P RL = [ E th / ( R th + R L ) ] 2 R L Veya P RL = ( E th 2 R L ) / ( R th + R L ) 2 P RL =E th 2 /4 Şekil 2:Thevenin eşdeğer devresi Thevenin eşdeğeri yerine Norton eşdeğeri kullanılması durumunda ise yine aynı sonuçlar elde edilir. Bu kez, R L üzerine aktarılan maksimum güç Norton eşdeğer kaynağı I N türünden elde edilir: P RL =I N 2 xr th /4

18 Deney No: 6 Deneyin Adı:Doğru Akım Devrelerinde Geçici Durumların İncelenmesi 1-Deneyin Amacı *Zamanla değişmeyen DC gerilimlerle beslenen ve RC ve RL devre elemanlarını birlikte içeren bir elektrik devresinde oluşabilecek geçici olayları incelemek. *Geçici olaylara neden olan etkenleri ve etkilerini gözlemlemek. 2-Önbilgi 2.1 RC Devresinde Geçici Durum: Sistemlerin bir sürekli durumdan ikinci bir sürekli duruma geçerken gösterdikleri davranışlara geçici olaylar adı verilir.şekil 7,1 de verilen seri RC devresinde, s anahtarı açıkken c sığası tümüyle yüksüzdür.t=0 anında s anahtarı kapatıldığında devrede belirtilen yönde ve zamanla değişen bir i(t) akımı akmaya başlar. Şekil-1:Seri bağlı RC devresinde geçici durum Devreye Kirchoff gerilim yasası uygulanırsa aşağıdaki eşitlik elde edilir: 1 C x i(t) dt + Ri(t) = E Buradan akım ifadesi bulunmak istenirse: İ(t)=E/R e t/rc elde edilir.

19 Akım eşitliğinden yararlanılarak direnç ve sığaç üzerindeki gerilim bağıntıları aşağıdaki biçimde yazılabilir. VR(t)=1/C i(t) dt=e x (1- e t/rc) İ(t), VR(t) ve VC(t) nin zamanla değişimleri,sırasıyla Şekil-2(a),Şekil-2(b) de sunulmuştur. Şekil-2: İ(t), VR(t) ve VC(t) nin zamanla değişimleri Bulunan eşitlikler yardımıyla direnç ve sığaç için güç bağıntıları: PR(t)=VR(t) x i(t) = E2/R x e -2t/RC PC (t)=vc(t) x i(t)= E2/R x (e-t/rc- e -2t/RC) Güç bağıntılarının zamana bağlı olan değişim biçimleri Şekil-3 te sunulmuştur.

20 Şekil-3:RC devresinde direnç ve sığaç güçlerinin zamanla değişimi 2.2 RL Devresinde Geçici Durum Analizi:Eşdeğer devresi Şekil-4 te verilen seri bir RL devresinde S anahtarı kapatıldığı anda sabit bir gerilim uygulanmaktadır. Şekil-4:Seri bağı RL devresinde geçici durum Bu devreye Kirchoff gerilim yasası uygulanırsa aşağıdaki eşitlik elde edilir; R x i(t)+l di(t)/dt =E Bu eşitlik çözümlendiğinde akımın zamanla değişimi; İ(t)=E/R x (1-e-Rt/L) Olarak bulunur.akım bağıntısından yararlanılarak direnç ve indüktans gerilimlerinin zamanla değişimleri hesaplanabilir. VR(t)=R x i(t)=e x (1-e-Rt/L) VL(t)=L x di(t) / dt=e x e-rt/l İ(t), VR(t), VL(t) nin zamanla değişimleri, sırasıyla şekil-5(a),şekil-5(b) de sunulmuştur.

21 Şekil-5: İ(t), VR(t), VL(t) nin zamanla değişimleri Direnç ve indüktansa ilişkin güçlerin zamanla değişimleri; PR(t)= E2/R x (1-2e -Rt/L+ e -2Rt/L) PL(t)= E2/R x (e-rt/l - e -2Rt/L) Biçiminde bulunur.bu iki güç bağıntısında toplam gücün zamanla değişimi elde edilir. PTop(t) = PL(t)+PR(t) = E2/R x (1- e-rt/l) Güç bağıntılarının zamanla değişimleri Şekil-6 da sunulmuştur. Şekil-6:RL devresinde direnç ve indüktans güçlerinin zamanla değişimi