T.C. Mltepe Üniversitesi Mühendislik ve Doğ Bilimleri Fkültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü ELK 201 DEVRE TEORİSİ DERSİ LABORATUVARI DENEY 2 OHM YASASI UYGULAMASI Hzırlynlr: B. Demir Öner Sime Akdemir Erdoğn Aydın 2014
ELK 201 Devre Teorisi Dersi Lortuvrı Deney 2: Ohm Yssı Uygulmsı DENEY 2 OHM YASASI UYGULAMASI 1. AMAÇ Ohm yssını deneysel olrk inelemek Ohm yssının devre nlizinde uygulnmsını öğrenmek 2. KURAM Ohm yssı, Georg Simon Ohm (1787-1854) dlı ir Almn fizikçi trfındn ulunmuş oln ve ir direnin değeri ( R) ile direnç üzerindeki kım ( I) ve gerilim ( V) rsındki ilişkiyi tnımlyn çok önemli ir ysdır. Georg Simon Ohm ir iletken içinden geçen kım krşı iletkenin iki uu rsındki gerilim frkının grfiği çizildiğinde, elde edilen grfiğin eğiminin iletkenin direnine eşit ir doğruy enzediğini görmüş ve devre nlizinin temelini oluşturn u sonuu 1826 d yyınlnmıştır. Ohm yssı ir direnç üzerindeki gerilim ile direnç içinden geçen kım rsındki eirsel ilişkiyi tnımlr ve mtemtiksel olrk üç şekilde ifde edileilir: v=ri, i=v/r vey R=v/i Burd: v : Bir direnin iki uu rsındki gerilim frkı (volt) i : Aynı direnin içinden geçen kım (mper) R : Aynı direnin direnç değeri (ohm) dir. Ohm yssı eşitlikleri, devre nlizinde Psif İşret Kurlı ( Pssive Sign Convention) uyguldığımızd, Şekil 1() d gösterilen kım ve gerilimin referns yönleri için v=ri olrk, Şekil 1() de gösterilen kım ve gerilimin referns yönleri için ise, olrk ifde edilir. v=ri i v R i v R v=ri () v=ri () Şekil 1. Bir direnç üzerindeki olsı kım ve gerilimin referns yönleri ile ilgili Ohm yssı eşitlikleri. Syf 2/6
ELK 201 Devre Teorisi Dersi Lortuvrı Deney 2: Ohm Yssı Uygulmsı 3. ÖN ÇALIŞMA Aşğıd verilen sorulrı gerekli işlemleri yprk evplndırınız. 3.1 Çizelge 1 de verilen değerlere göre, Şekil 1() dki referns yönleri kullnrk ve Ohm yssını uygulyrk çizelgedeki oşluklrı doldurunuz ve irimlerini yzınız. Çizelge 1 () () () (d) (e) (f) v (gerilim) 4 V 12 V 5 V -15 V i (kım) 3 A 0,1 ma 0,02 A 6 A R (direnç) 2 3 k 50 k 0,3 k 3.2 Şekil 2 deki devrede kım ve gerilimin verilen referns yönlerini göz önüne lrk, i kımının () 5 ma ve () 5 ma değerleri için v geriliminin değerini hesplyınız ve her iki durum için fiziksel olrk v ve v den hngisinin dh yüksek gerilimde olduğunu elirtiniz. i v Şekil 2 R=1 kω 3.3 Şekil 2 deki devrede R direninin değerini 2 k lrk ve direnç üzerindeki kımın referns yönünü Şekil 2 de gösterildiği gii kul ederek, direnin Şekil 3() ve () de gösterilen gerilim kynklrın ğlndığı durumlr için uygun devre şemlrını çizip, kım değerlerini hesplyınız. Ayrı her durum için kımın fiziksel yönünü elirtiniz. 4. KULLANILACAK CİHAZLAR VE MALZEMELER 10 V () 10 V Şekil 3 () KL-21001 deney seti n irimi KL-13001 modülü ve ğlntı klolrı Syısl multimetre (digitl multimeter) 5. DENEY Bölüm 1: Şekil 4 deki Devre Üzerinde Ypıln Deney 5.1 KL-13001 modülünü KL-21001 deney seti n irimi üzerine yerleştiriniz. KL-13001 modülü üzerinde Şekil 4() de gösterilen lok- yı ulunuz. i 1 v ma i 1 1 kω ma V d Blok () () Şekil 4. Prgrf 5.2 5.10 için kullnıln devre. Syf 3/6
ELK 201 Devre Teorisi Dersi Lortuvrı Deney 2: Ohm Yssı Uygulmsı 5.2 Multimetreyi (Ω-konumund) kullnrk verilen sit direninin değerini ölçünüz ve Çizelge 2 ye kydediniz. (1) 5.3 KL-21001 deney seti n irimi üzerindeki DC POWER SUPPLY ölümünde ulunn ve ±3V ile ±18V rsınd çıkış gerilimi vereilen ADJUST POWER dlı yrlı gerilim kynğının V ve GND (ground) uçlrı rsındki çıkış gerilimini voltmetre ile (DC volt konumund) ölçerek 10 V değerine yrlyınız. 5.4 Prgrf 5.3 de 10 V yrldığınız gerilim kynğı çıkışını Şekil 4 deki kynğı olrk kullnmk için, ğlntı klolrını kullnrk, gerilim kynğının V ve GND uçlrını, sırsıyl, devrenin ve uçlrın ğlyınız. 5.5 Prgrf 5.2 deki ulunn direninin değeri ile Prgrf 4 de devreye ğlnn gerilim kynğının değerini ( =10 V) kullnrk ve Ohm yssını uygulyrk, direninin içinden geçen i 1 kımını hesplyınız ve kydediniz. (2) 5.6 Ampermetre (DC ma konumund) kullnrk, Şekil 4 deki direni içinden geçen i 1 kımını ölçünüz ve değerini kydediniz. (3). Ampermetrenin ğlntısını ters çeviriniz ve multimetrenin syısl göstergesinde ynı kımın eksi değerli okunduğunu gözlemleyiniz. 5.7 gerilim kynğının gerilimini, mpermetre (DC ma konumund) üzerinde 15 ma kım değeri okunk şekilde yrlyınız. 5.8 Prgrf 5.2 de ulunn direninin değeri ile Prgrf 5.7 de ölçülen i 1 kım değerini (15 ma) kullnrk ve Ohm yssını uygulyrk, direni üzerindeki v gerilimini hesplyınız ve kydediniz. (4) 5.9 Voltmetre (DC volt konumund) kullnrk direnç üzerindeki v gerilimini ölçünüz ve değerini kydediniz. (5). Voltmetrenin ğlntısını ters çeviriniz ve multimetrenin syısl göstergesinde ynı gerilimin eksi değerli okunduğunu gözlemleyiniz. 5.10 Gerilim kynğının ve voltmetrenin devre ile ğlntısını kesiniz. Bölüm 2: Şekil 5 deki Devre Üzerinde Ypıln Deney 5.11 Aşğıdki çıklmlrı göz önüne lrk, Şekil 5() dki devreyi KL-13001 modülü lok- üzerinde kurunuz: (1) Değişken direnç R VR1 i devreye lmk için lok- nın sol trfındki 5 kω luk potnsiyometrenin (kıs, POT) 1-2 no.lu y d 2-3 no.lu uçlrını lok- dki ve d uçlrın ğlyınız (örneğin, 1 no.lu uu ye, 2 no.lu uu d ye ğlyilirsiniz). (2) kynğını 15 V yrlyrk - uçlrı rsın ğlyınız. (3) Ampermetreyi (DC ma konumund) -d uçlrı rsın ğlyınız. i 2 v ma POT (15 V) i 2 1 kω ma R VR1 =0-5 kω 1 2 3 5 kω R VR1 R VR1 d Blok () () Şekil 5. Prgrf 5.11 5.14 için kullnıln devre. Syf 4/6
ELK 201 Devre Teorisi Dersi Lortuvrı Deney 2: Ohm Yssı Uygulmsı 5.12 R VR1 değişken direninin değerini mpermetre üzerinde 10 ma okunk şekilde yrlyınız (i 2 =10 ma). 5.13 Prgrf 5.11(2) de devreye uygulnn =15 V değeri ile Prgrf 5.12 de ölçülen 10 ma değerini kullnrk ve Ohm yssını uygulyrk R VR1 değişken direninin devredeki değerini hesplyınız ve kydediniz. (6) 5.14 gerilim kynğının devreyle ğlntısını kesiniz. Multimetreyi (Ω-konumund) kullnrk R VR1 değişken direninin ve d uçlrı rsındki devrede kullnıln direnç değerini ölçünüz ve değerini kydediniz. (7) 6. ELDE EDİLEN SONUÇLAR Bu deneyde, DC devreler üzerinde gerilim, kım ve direnç ölçümleri gerçekleştirilmiş, Ohm yssı deneysel olrk inelenmiş ve Ohm yssının devre nlizinde kullnılmsı deneysel olrk gerçekleştirilmiştir. Ypıln deneyde gerek hesplm gerekse ölçüm sonuçlrı Çizelge 2 de gösterildiği şekilde düzenleneilir. Çizelge 2: Hesplm ve ölçüm sonuçlrı. Sonuç No. Hesplnn/Ölçülen Nielik 1 (ölçülen) Hesplm/Ölçüm Sonuu ve Birimi 2 i 1 (hesplnn) 3 i 1 (ölçülen) 4 V (hesplnn) 5 V (ölçülen) 6 R VR1 (hesplnn) 7 R VR1 (ölçülen) 7. SONUÇLARIN İRDELENMESİ 7.1 direninin ölçülen değeri ile üzerindeki renk kodund yzn değerini kıyslyınız; rlrınd frk vrs, frkın hngi etkenlerden kynklnileeğini çıklyınız, frkın ±%5 lik tolerns sınırlrı içinde olup olmdığını elirtiniz. 7.2 Şekil 4 deki i 1 kımının hesplnn ve ölçülen değerlerini kıyslyınız; rlrınd frk vrs, frkın hngi etkenlerden kynklnileeğini çıklyınız. 7.3 Şekil 4 deki direni üzerindeki v geriliminin hesplnn ve ölçülen değerlerini kıyslyınız; rlrınd frk vrs, frkın hngi etkenlerden kynklnileeğini çıklyınız. 7.4 Şekil 5 deki R VR1 değişken direninin hesplnn ve ölçülen değerlerini kıyslyınız; rlrınd frk vrs, frkın hngi etkenlerden kynklnileeğini çıklyınız. Syf 5/6
ELK 201 Devre Teorisi Dersi Lortuvrı Deney 2: Ohm Yssı Uygulmsı DENEY SONUÇLARI ÇİZELGESİ (Bu çizelgeyi deney itiminde lortuvr sorumlusun onyltılıp teslim ediniz) Deney 2: Ohm Yssı Uygulmsı L. Grup No.: Hzırlynlr :............................................................ Çizelge 2: Hesplm ve ölçüm sonuçlrı. Sonuç No. Hesplnn/Ölçülen Nielik 1 (ölçülen) Hesplm/Ölçüm Sonuu ve Birimi 2 i 1 (hesplnn) 3 i 1 (ölçülen) 4 v (hesplnn) 5 V (ölçülen) 6 R VR1 (hesplnn) 7 R VR1 (ölçülen) Lortuvr Sorumlusu Onyı: Syf 6/6