MAKSİMUM GÜÇ AKTARMA TEOREMİ Deneyin Gayeesi Bir elektrik devresinde maksimum güç aktarma teoremini deneysel olarak gözlemek ve doğrulamak. Deneyde Kullanılan Alet ve Malzemeler Mültimetre Gerilim Kaynağı Deneme evhası Breadboard) Dirençler (0, 470, 680, 80, x1k, 1,5k,,k, 3,3k, 4,7k) Ön Bilgiler Birçok elektronik devre uygulamasında kaynaktan çekilebilecek en yüksek gücün yüke aktarılmasına çalışılır. Şekil 7-1 deki devrede kaynağın iç direnci R S, de yük direnci R olsun. V S + R S P + V R I kaynak yük Bu durumda yüke aktarılan güç; Şekil 7-1 Maksimum güç aktarımı hesabı için kurulan devre P V I R I = VS R RS R V S R R S R 45
Elektrik Devreleri aboratuvarı formülü ile hesaplanabilir. Gücü en büyük yapan yük direncini bulabilmek için gücün yük direncine göre türevini alıp sıfıra eşitlememiz gerekir. P R 0 Bu denklem çözüldüğünde R =R S sonucunu verir. Yüke maksimum gücü aktarabilmek için kaynak direnci ile yük direnci birbirine eşit olmalıdır. Şekil 3- de yüke aktarılan gücün yük direnci ile değişimi görülmektedir. P P max 1 0,8 0,6 0,4 0, 0 0 0,5 1 1,5 R /R S Şekil 7- Yüke aktarılan gücün yük direncine göre değişimi Ön Çalışma: V S =5V kaynak gerilimi için Kirchhoff ve Ohm yasalarını kullanarak Şekil 7-1 de verilen devreyi çözünüz ve Tablo-1 yi doldurunuz. NOT: Ön çalışmalar bireysel olarak yapılacaktır. Deneye başlamadan önce A4 boyutunda kağıda yazılmış olarak teslim edilecektir. Hesaplamalarda tüm ara basamaklar da gösterilecektir. Ön çalışması hazır olmayan öğrenci deneye alınmayacaktır. Tablo-1 R S R V RS (V) V R (V) I (ma) P RS (mw) P R (mw) 00Ω kω 46
Deney 7: Meksimum Güç Aktarımı Teoremi Sorular 1. Kaynak iç direnci ve/veya yük kompleks bir empedans ise maksimum güç aktarımı için R =R S olması yeterli midir? Bu durumda maksimum güç aktarımı içim hangi koşul sağlanmalıdır?. Teorik ve deneysel olarak bulunan eğriler arasındaki farklılığın nedenlerini açıklayınız. 3. Bir devrede kaynağın verdiği gücün % kaçı yüke aktarılabilir? 4. Norton eşdeğerini kullanarak, maksimum güç aktarım koşulunu ve aktarılan maksimum gücün değerini hesaplayınız. Deneyin yapılışı: 1. Şekil 7-1 de verilen devreyi kaynak gerilimi V S =5V, R S = olacak şekilde kurunuz.. V RS ve V R gerilimlerini ölçerek Tablo- yi doldurunuz ve gerekli hesaplamaları yapınız. 3. Elde ettiğiniz sonuçlara göre yüke aktarılan gücün yük direncine göre değişimini çiziniz. Raporda İstenilen Ek Bilgiler 1. Tablo- deki bütün direnç değerleri için teorik hesaplamaları yapınız.. Yüke aktarılan gücün yük direncine göre değişimini hesaplanan ve ölçülen değerler için aynı grafik üzerinde çizerek gösteriniz. İki eğriyi karşılaştırınız. 47
ÖÇME ve DEVRE ABORATUVARI MAKSİMUM GÜÇ AKTARMA DENEYİ DENEY RAPORU Masa No Numara: Numara: Rapor Ö.H Adı Soyadı: Adı Soyadı: 1. Aşağıdaki şekilde verilen devreyi kaynak gerilimi VS=5V, RS= olacak şekilde kurunuz.. VRS ve VR gerilimlerini ölçerek Tablo- yi doldurunuz ve gerekli hesaplamaları yapınız. 3. Elde ettiğiniz sonuçlara göre yüke aktarılan gücün yük direncine göre değişimini çiziniz. Tablo (45p) R VRS (V) VR (V) I(mA) PRS (mw) PR (mw) 0Ω 470Ω 680Ω 80Ω 1KΩ 1.5KΩ.KΩ 3.3KΩ 4.7KΩ
ÖÇME ve DEVRE ABORATUVARI MAKSİMUM GÜÇ AKTARMA DENEYİ (5p) Not: Bu grafiğe teorik sonuçlarla elde edilen eğri de çizilecektir. Eğriler farklı renkli kalemle çizilmelidir. Teorik hesaplamalar (10p) Deneysel sonuçlarla karşılaştırarak yorumlama (10p)