Ölçü Aletlerinin Tanıtılması

Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyılı EEM108 Elektrik Devreleri I Laboratuvarı 1 Ölçü Aletlerinin Tanıtılması Öğrenci Adı : Numarası : Tarihi : kurallarını okuyunuz. Bu deneyde deney kurallarına uyulması zorunludur. 1. Ölçü Aletlerinin Tanıtılması Öncesi Hazırlıklar 1. Voltmetrenin ve ampermetrenin elektriksel büyüklüğü ölçülecek devre elemanına bağlantı şekli (paralel ya da seri) nasıl olmalıdır? Düşünülen şekilde bağlanmasının sebebi nedir, araştırınız. 1

2. Şekil 4 ve Şekil 5 de verilen devreleri Multism veya Proteus ISIS programı ile çiziniz ve aşağıdaki tabloyu doldurunuz. Benzetim programı devre görüntüsünün çıktısını alınız ve rapora ekleyiniz. Şekil 4 Şekil 5 Voltmetre 1 Voltmetre 2 Voltmetre 3 Ampermetre 1 Ampermetre 2 Ampermetre 3 E=5V E=10V E=15V a) de Yapılacaklar 1. Şekil 4 de verilen devreyi kurunuz. DC gerilim kaynağının değişen değerleri için, (E=5V, E=10V, E=15V) için her bir direncin üzerindeki gerilim değerini (V1,V2 ve V3 ) Tablo-2 ye kaydediniz. Tablo 2: 1k, 220 ve 330 ohm luk dirençler için ölçülen gerilim değerleri(v1,v2 ve V3) E (V) V1(V) V2(V) V3(V) 5 10 15 2. Şekil 5 da verilen devreyi kurunuz. DC gerilim kaynağının değişen değerleri için, (E=5V, E=10V, E=15V) için her bir direncin üzerinden geçen akım değerlerini (I1,I2 ve I3 ) Tablo- 3 e kaydediniz. Tablo 3: 1k, 220 ve 330 ohm luk dirençler için ölçülen akım değerleri(i1,i2 ve I3) E (V) I1(A) I2(A) I3(A) 5 10 15 2

2. Şekil 6 da verilen devreyi kurarak her bir direnç değerini (R4, R5, R6 ve R7) renk kodlarından hesaplayınız. Eşdeğer direnci hesaplayınız. Sonuçları Tablo-4 e kaydediniz. 3. Her bir direnci ve toplam eşdeğer direnç (Reş) değerini ölçünüz ve sonuçları Tablo-4 e kaydediniz. Tablo-4: Renk Kodları İle Hesaplanan ve Ölçülen Direnç Değerleri Direnç Değeri R4(Ω) R5(Ω) R6(Ω) R7(Ω) Reş Hesaplanan Ölçülen b) Sonrası Yapılacaklar 1.Multimetre kullanılarak ölçülen ve renk kodları yardımı ile hesaplanan direnç değerlerini karşılaştırınız. Farklılık varsa sebebi neden kaynaklanabilir, yorumlayınız. 2.in 1. Adımında hesaplanan V1,V2 ve V3 gerilim değerlerinin kaynak gerilimine eşit olduğunu gösteriniz (Kirchoff Gerilimler Yasası). 3

3.in 2. Adımında hesaplanan I2 ve I3 kol akımı değerlerinin, ana kol akımına (I1) eşit olduğunu gösteriniz (Kirchoff Akımlar Yasası). Değerlendirme Hazırlık Yapılması Sonrası Laboratuvar Toplam %30 %30 %20 %10 %10 %100 4

Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyılı EEM108 Elektrik Devreleri I Laboratuvarı 2 Kirchoff un Akım ve Gerilimler Yöntemi Öğrenci Adı : Numarası : Tarihi : kurallarını okuyunuz. Bu deneyde deney kurallarına uyulması zorunludur. a) Genel Bilgi-Ön Çalışma in Yapılışı 1.Şekil-8 de verilen devreyi benzetim programında ve breadboard üzerinde kurarak, A ve B düğümlerine giren ve çıkan akım değerlerini (i1, i2, i3.i6) bularak Tablo-4 e kaydediniz. Şekil-8:Kirchoff Akımlar ve Gerilimler Yasası nın Uygulanacağı Devresi Tablo-3: Şekil-8 de Verilen Devre İçin Dirençlerin Üzerinden Geçen Akım Değerleri Sonuç i1 (ma) i2(ma) i3(ma) i4(ma) i5(ma) i6(ma) Benzetim Ölçüm sel Ölçüm 2.Bir önceki adımda kurulan (Şekil-8) devrede yer alan her bir elemana ait gerilim değerlerini bulunuz ve Tablo-4 e kaydediniz. Tablo-4: Şekil-8 de Verilen Devre İçin Dirençlerin Uçları Arasındaki Gerilim Değerleri Ölçüm V1(V) V2(V) V3(V) V4(V) V5(V) V6(V) Benzetim sel

3. R1=560 Ω, R2=1000Ω ve R3=2200Ω luk 3 adet direnç seçiniz ve multimetre kullanarak her 3 direnç değerini ölçünüz. 4. Her bir direnç değeri için ayrı ayrı Şekil-9 daki devreyi kurarak V=0V, 2V, 4V, 6V, 8V ve 10V değerleri için sırasıyla her bir gerilim değerine karşın direnç üzerinden geçen akım değerini kaydederek Tablo-5 e yazınız. Şekil-9: Direnç Uygulama Devresi Tablo-5: R Direncine Ait Akım ve Gerilim Değerleri 560Ω 1kΩ 2.2kΩ E (V) IR1(mA) VR1(V) IR2(mA) VR2(V) IR3(mA) VR3(V) 0 2 4 6 8 10 6

b) Sonrası Yapılacaklar 1. Benzetim ve uygulama sonuçlarında farklılık var mıdır? Varsa sebebi nedir? 2. Şekil-8 de verilen devrede KCL ve KVL ile 1.2kohm luk direnç üzerindeki gerilimi ve akımı matematiksel olarak hesaplayınız. Sonuçlarını deney ile karşılaştırınız. Değerlendirme Hazırlık Yapılması Sonrası Laboratuvar Toplam %30 %30 %20 %10 %10 %100 7

Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyılı EEM108 Elektrik Devreleri I Laboratuvarı 3 Toplamsallık Yöntemi Öğrenci Adı : Numarası : Tarihi : kurallarını okuyunuz. Bu deneyde deney kurallarına uyulması zorunludur. 1. Şekil 10 da verilen devreyi; 1.1 E=20 V luk kaynak devrede iken ( E=10 V luk kaynak kısa devre) 1.2 E=10 V luk kaynak devrede iken ( E=20 V luk kaynak kısa devre) 1.3 E=20 V ve E=10 V luk kaynak devrede iken Proteus/ISIS programı kullanarak her bir eleman üzerinden geçen akım ve uçları arasındaki gerilim değerlerini bulunuz ve sonuçları Tablo-6 ya kaydediniz. Şekil 10. (a) E=20V devrede (b) E=10V devrede (c) E=20V ve E=10 V devrede iken Tablo-6 Benzetim Sonuçları R1(Ω) R2(Ω) R3(Ω) R4(Ω) I1 (A) V1 (V) I2 (A) V2 (V) I3 (A) V3 (V) I4 (A) V4 (V) E=20 V devrede E=10 V devrede E=20 V ve E=10 V devrede iken

Not: Sadece simülasyon programınızın sonuçlarını, Tablo-6 e eklemeniz yeterli değildir. Programınızın her 3 durum için (Şekil 10), çıktısını yani görüntülerini ön hazırlık çalışmanızın arkasına zımbalayınız. a) de Yapılacaklar Şekil 11: Uygulama Devresi Şekil 11 de verilen devreyi breadboard üzerinde kurunuz ve ardından toplamsallık (süperpozisyon) teoremini uygulayarak her bir eleman üzerinden akan akım ve uçları arasında gerilim değerini elde ederek Tablo-7 ye kaydediniz. Tablo-7 Sonuçları Sonuçları R1(Ω) R2(Ω) R3(Ω) R4(Ω) I1 (A) V1 (V) I2 (A) V2 (V) I3 (A) V3 (V) I4 (A) V4 (V) E=20 V devrede E=10 V devrede E=20 V ve E=10 V devrede iken b) Sonrası Yapılacaklar sel olarak elde ettiğiniz akım ve gerilim değerlerini kullanarak Superpozisyon (Toplamsallık) Teoreminin varlığını matematiksel olarak ispatlayınız. 9

Değerlendirme Hazırlık Yapılması Sonrası Laboratuvar Toplam %30 %30 %20 %10 %10 %100 10

Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyılı EEM108 Elektrik Devreleri I Laboratuvarı 4 Güç Sakınımı ve Maksimum Güç Transferi Öğrenci Adı : Numarası : Tarihi : kurallarını okuyunuz. Bu deneyde deney kurallarına uyulması zorunludur. 3-Ön Hazırlık Şekil 12. Maksimum güç transferi deneyi devresi 1) Şekil 12 deki devreyi matematiksel olarak ve benzetim programında çizerek Thevenin ve Norton teoremleri için Iyük ve Vyük sonuçlarını kaydediniz. Benzetim programında Şekil 12 deki devre, Thevenin eşdeğer devresi ve Norton eşdeğer devresi olmak üzere 3 adet devre şemasını deney raporunuza zımbalayınız.

2) 12 V luk gerilim kaynağı üzerindeki gücü hesaplayınız, kaynağın güç ürettiğini veya tükettiğini belirtiniz. 3) 5V luk gerilim kaynağı üzerindeki gücü hesaplayınız, kaynağın güç ürettiğini veya tükettiğini belirtiniz. 4) Dirençlerin tükettiği güçleri hesaplayınız. 5) Devrede üretilen toplam gücün tüketilen toplam güce eşit olduğunu gösteriniz. 6) Maksimum güç aktarım teoremini uygulayarak, a-b uçları arasına bağlanan RL direncine maksimum güç aktarabilmek için RL nin hangi değerde seçilmesi gerektiğini ve RL üzerine aktarılan maksimum gücü hesaplayınız. 12

a) de ve Sonrasında Yapılacaklar 1. Şekil 12 de verilen devreyi laboratuvarda kurunuz. Bulunan akım-gerilim-güç değerlerini Tablo-1 e kaydediniz. Tablo 1 Devre Elemanı Voltaj Akım Güç V1 V2 R1 R2 R3 RL 2. Devredeki üretilen toplam gücün tüketilen toplam güce eşit olduğunu gösteriniz (enerjinin korunumu). 3. RL direncini devreden çıkardıktan sonra a-b uçları arasından görünen Thevenin eşdeğer devresini elde ediniz. Aşağıya çiziniz. 4. Devrenin a-b uçları arasındaki acık devre gerilimi Vab yi okuyunuz ve kaydediniz. 13

5. Devrenin Vc düğüm gerilimini (c düğümü ile referans düğüm arasındaki gerilim) okuyunuz ve kaydediniz. R3 direnci üzerinden akım geçmediği icin V1 düğüm geriliminin Vab acık devre gerilimine eşit olduğunu görünüz. Vc=Vab geriliminin devrenin a-b uçları arasından görülen Thevenin eşdeğer gerilimi (VTh) olduğunu not ediniz. 6. 12 V luk ve 5 V luk kaynakların bağlantılarını çözüp yerlerine kısa devreler bağlayınız ve a-b uçları arasındaki Rab eşdeğer direncini ölçünüz. 7. Bu direnç değerinin Thevenin eşdeğer direnci (RTh) olduğunu not ediniz. Şekil 3 deki devrede, a-b uçları arasına değişken yük direnci (RL) olarak 10kΩ luk potansiyometreyi bağlayınız. Potansiyometrenin değerini 1,2 kω dan başlayarak 100 Ω luk artışlarla 1,8 kω değerine kadar arttırınız ve her defasında Pot(RL) üzerinden gecen akımın değerini kaydediniz ve her ölçüm icin RL üzerine aktarılan gücü hesaplayınız. 8. Yük direnci RL üzerine aktarılan gücü maksimum yapan RL direncinin değerini yazınız. Değerlendirme Hazırlık Yapılması Sonrası Laboratuvar Toplam %30 %30 %20 %10 %10 %100 14

Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyılı EEM108 Elektrik Devreleri I Laboratuvarı 5 Geçici Durum İncelenmesi Öğrenci Adı : Numarası : Tarihi : kurallarını okuyunuz. Bu deneyde deney kurallarına uyulması zorunludur. a) Öncesi de yapılacak tüm işlemleri benzetim programında uygulayınız. şemalarının ve osiloskop ekran görüntülerinin çıktılarını deney raporunuza ekleyiniz. b) de Yapılacaklar 4.1.RC Devresi Şekil-7:Seri Bağlı RC Devresinde Geçici Durum Analizi 4.1.1.Devreye gerilim kaynağı olarak sinyal jeneratörünü bağlayınız. Sinyalin biçimini kare dalga frekansını sırasıyla 500Hz, 1kHz ve 2kHz e, üst gerilim değerini 5 V alt gerilim değerini 0 V ayarlayınız. 4.1.2.Osiloskobun birinci kanalını A noktasına bağlayarak (sırasıyla 500Hz, 1kHz ve 2kHz frekans için) kaynağın ürettiği sinyali, ikinci kanalını B noktasına bağlayarak kondansatörün gerilimi gözlemleyiniz. Ölçekli olarak Tablo 1 e çiziniz. Gerilim değerlerini yazınız. 4.1.3.Osiloskobun birinci kanalını B noktasına bağlayarak kondansatörün gerilimini, ikinci kanalını C noktasına bağlayarak direncin gerilimini (sırasıyla 500Hz, 1kHz ve 2kHz frekans için) gözlemleyiniz. Ölçekli olarak Tablo 2 ye çiziniz. Gerilim değerlerini yazınız.

4.2.RL Devresi Şekil-8:Seri Bağlı RL Devresinde Geçici Durum Analizi 4.2.1. Devreye gerilim kaynağı olarak sinyal jeneratörünü bağlayınız. Sinyalin biçimini kare dalga frekansını sırasıyla 50kHz, 100kHz, 200kHz e üst gerilim değerini 5 V alt gerilim değerini 0 V ayarlayınız. 4.2.2.Osiloskobun birinci kanalını A noktasına bağlayarak (sırasıyla 50kHz, 100kHz, 200kHz için) kaynağın ürettiği sinyali, ikinci kanalını B noktasına bağlayarak bobinin gerilimini gözlemleyiniz. Ölçekli olarak Tablo 3 e çiziniz. Gerilim değerlerini yazınız. 4.2.3.Osiloskopun birinci kanalını B noktasına bağlayarak bobinin gerilimini, ikinci kanalını C noktasına bağlayarak direncin gerilimini (sırasıyla 50kHz, 100kHz, 200kHz için) gözlemleyiniz. Ölçekli olarak Tablo 4 e çiziniz. Gerilim değerlerini yazınız. TABLO 1 16

TABLO 2 TABLO 3 17

TABLO 4 c) Sonrası 1. Şekil 7 de sığaç değeri 200pF olması durumunda, tam dolma ve tam boşalma durumunu gözlemlemek için üretecin frekansı kaç Hz ayarlanmalıdır? 18

2. Şekil 8 de bobin değerinin 1mH olması durumunda, 1kHz lik kare dalga uygulanması sonucunda bobin üzerinde oluşacak sinyali, hesaplamaları göstererek, çiziniz. Değerlendirme Hazırlık Yapılması Sonrası Laboratuvar Toplam %30 %30 %20 %10 %10 %100 19