GEBZE TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELM222 DEVRE TEORİSİ II LABORATUVARI DENEY 1: KONDANSATÖR KARAKTERİSTİĞİNİN İNCELENMESİ Öğrencinin Numarası : Adı Soyadı : Deney Arkadaşının Numarası : Adı Soyadı :
AÇIKLAMALAR : Laboratuvar dersine gelirken bu föyü beraberinde getirmeyenler deneye kabul edilmeyecektir. Laboratuvar dersine gelirken o hafta yapılacak deneye ait ön çalışma eksiksiz yapılmalı, deney föyünde gerekli yerler doldurulmalıdır. Ön çalışmasında eksikler olan veya geçerli mazereti olmaksızın ön çalışmasını hazırlamayanlar deneye kabul edilmeyecektir. Laboratuvar dersine gelirken o hafta yapılacak deneyde kullanılacak devre bileşenleri (direnç,kondansatör,bobin, vs..) ve deneyde kullanacağınız boardlar tarafınızca temin edilmelidir. (Deneylerde kullanılacak devre bileşenleri her deneyde belirtilmiştir.) Geçerli mazereti olmaksızın eksik deney malzemesi ile laboratuvar dersine katılmak isteyen öğrenci deneye kabul edilmeyecektir. Deney için gerekli olan devre bileşenlerinin bizzat satın almanız tavsiye edilmektedir. Her öğrenci bilimsel hesap makinesi getirmek yükümlüdür. Cep telefonları kabul edilmeyecektir. Deney sırasında aldığınız verileri kaydedeceğiniz/dolduracağınız tablolar Yapılan Ölçümler kısmında yer almaktadır. Deney sonrası aldığınız ölçümleri Laboratuvar Asistanlarına onaylatmalısınız. Verilerin deney sonunda Laboratuvar Asistanlarına onaylatılmaması o deneye girmediğiniz anlamına gelir. Her bir deneyin sonunda yer alan Sonuç kısmına yapılan deney sayesinde derste öğrendiğiniz ve laboratuvar dersi ile pekiştirdiğiniz bilginizi yazmanız gereklidir. Yazacağınız yorumlarınız rapor yerine geçmektedir. Bu sebeple deney sonrasında yaptığınız ölçümler ve hesaplamalardan edindiğiniz çıkarımlarınızı bu kısma olabildiğince açık ve net şekilde yazmanız önemlidir. Sonuç kısmının doldurulmamış deney föyleri onaylanmaz. Yapılan deney ve alınan verilere göre sonuç kısmının doldurulması ödev olarak verilebilir veya deney sonrasında doldurmanız istenebilir. Dönem sonunda her bir öğrenci, belirlenecek bir tarihte, laboratuvar asistanlarınca kendisine bildirilecek bir deneyi tek başına gerçekleyip deney föyünden haricen rapor formunda teslim etmekle yükümlüdür. Rapor formatı derse ait websitesinde bulunmaktadır. Öğrencinin tek başına yapacağı bu deney Laboratuvar Dersi Finali olarak değerlendirilecektir. Bu sebeple Devre Teorisi 2 ders içeriğine ve deneylere hâkim olmanız önemlidir. Board Örneği Bilimsel Hesap Makinesi Örnekleri DENEY 1: KONDANSATÖR KARAKTERİSTİĞİNİN İNCELENMESİ (Deney sırasında kullanılacak devre elemanlarını temin etmekle mükellefsiniz!)
DENEY 1: KONDANSATÖR KARAKTERİSTİĞİNİN İNCELENMESİ (Deney sırasında kullanılacak devre elemanlarını temin etmekle mükellefsiniz!) AMAÇ Bu deneyin amacı; kondansatörün sinüs biçimli bir uyartım altında gösterecekleri kalıcı hal cevabına ilişkin temel karakteristikleri incelemektir. Bu karakteristikler şu şekilde sıralanabilir: kondansatör empedans değerini kaynak frekansı ile belirlemek, kondansatör gerilim değerini kaynak frekansı ile belirlemek, kondansatör akım ve gerilimleri arasındaki faz açısını kaynak frekansı ile belirlemektedir. Bu deneyle ayrıca kondansatörün filtreleme özelliğini ve devredeki yerinin önemini de incelemektir. ÖN ÇALIŞMA 1. Kondansatörün frekansa bağlı empedans değerinin hesaplandığı formülü alttaki kutucuğa yazınız. 2. C=47 nf değerindeki bir kondansatörün aşağıda verilen tablodaki frekans değerlerine karşılık gelen empedans değerini hesaplayınız. 3. Tablo - 1'de yer alan "Bilgisayar Benzetim Değerleri" kısmına bilgisayar benzetim programı aracılığıyla elde ettiğiniz sonuçları yazınız. X C= Frekans (khz) 1 5 10 50 100 500 1000 10000 X C Değeri (Ω)
DENEYİN YAPILIŞI i) Kondansatör (R-C) Devresi 1. Şekil 1 de verilen devreyi kurunuz. (Kondansatöre ait iç direncin çok küçük olması ve kaynağa direkt olarak bağlanacağından dolayı kondansatörün kaynaktan aşırı akım çekeceği öngörülerek kondansatöre seri bir direnç kullanılmıştır. Bu direnç akım sınırlamanın yanında seri R-C Devresinden geçen akımın genlik değerinin hesaplanmasında kullanılacaktır.) 2. Sinyal üreteci geriliminin tepeden tepeye 10V a kaynak frekansını ise Tablo 1 de verilen değere ayarlayınız. Her bir frekans değeri için kondansatör uçlarındaki gerilimi ve kaynak gerilimi ile arasındaki faz farkını ölçünüz. Gerilim ölçümlerini multimetre ile, faz farkı ölçümlerini osilaskop ile yapınız. (Cursor modunda,ch1 ve Ch2 nin Gerilim ölçüm kademelerini aynı değere ayarlamayı unutmayınız.) Şekil 1 RC devresi (Devre 1) VC VR Faz kayması Tablo 1 Devre 1 için veri tablosu. Ölçülen Değerler Bilgisayar Benzetimi Değerleri** Frekans VC VR Faz kayması (Hz) (Derece) (Derece) 500 1k 2k 3k 4k 5k 6k 7k 8k 9k 10k **Kullandığınız Bilgisayar Benzetim Programında sinyal generetörünün genlik bilgisinin RMS/Peak2Peak veya Peak olarak girilişine dikkat ediniz. Voltmetre ile ölçüm alırkan AC mode ile çalıştığımızı unutmayınız. 3
ANALİZ VE YORUMLAR i) Kondansatör Devresi (1) Hesapladığınız ve ölçtüğünüz V C ve V R değerlerinin frekansla nasıl değiştiğini inceleyiniz. Her iki gerilim değerini frekansa bağlı yaklaşık bir grafik olarak aynı grafik üzerine çiziniz. Frekans değişimi ile kapasite geriliminin değişiminin ve frekans değişimi ile empedans değişiminin üzerine yorum yapmaya çalışınız. (2) Kondansatör ve direnç üzerindeki gerilim düşümlerine ait faz kayması değerlerini inceleyiniz. Direnç ve kondansatör üzerinden aynı akım geçmekte olduğuna göre sonuçları yorumlayınız. (3) Hangi frekans değerlerinde kondansatör açık devre ve hangi frekans değerlerinde kısa devre gibi çalışmaktadır?
Genlik (rms) ELM 222 DEVRE TEORİSİ II VI.RAPORLAMA Kondansatör (R-C) Devresi ile ilgili Yorumlarınız: (1) Vc ve Vr Genlik-Frekans Grafiği Frekans (khz) (2) (3) 1. ONAY 2. ONAY 5