2012 Introduction to Circuit Analysis Laboratuarı 1.Deney Föyü KBÜ Elektrik-Elektronik Mühendisliği 26.03.2012
DENEY 1: MULTİMETRE KULLANIMI, KVL, KCL, DÜĞÜM ANALİZİ UYGULAMALARI AMAÇ ve KAPSAM Deneyde elektrik devrelerindeki gerilim, akım ve direnç gibi fiziksel büyüklüklerin ölçülmesi incelenecektir. İlk olarak bu fiziksel büyüklüklerin ölçülmesinde kullanılan ölçü aletlerini tanıtılacak, ardından basit bir elektrik devresi deney setinde kurularak devredeki akım ve gerilim değerleri ölçülecektir. Bu değerlerin Kirchhoff un akım ve gerilim yasalarına uyup uymadığı kontrol edilecektir. Laboratuar ekipmanlarının tanıtımı Multimetre kullanımının öğretilmesi ve akım, gerilim, direnç ölçümleri yapılması Kirchhoff un Gerilimler Kanunu deneysel gösterimi Kirchhoff un Akımlar Kanunu deneysel gösterimi Düğüm Analizi deneysel gösterimi 1.1. Deneyden önce yapılması gerekenler; (a-i şıklarının cevaplarını içeren özet bir ön çalışma raporu hazırlayınız ve deneyden önce deney sorumlusuna teslim ediniz. Deney başlangıcında aşağıdaki konuları içeren kısa sınav yapılacaktır.) a) Direnç, akım ve gerilim ölçümlerinde Multimetre nasıl kullanılır? Araştırınız. b) Kircchoff akım ve gerilim kanunlarını araştırınız. c) Devre analizi ne demektir? d) Düğüm analizi metodu nedir ve nasıl uygulanır? e) Şekil 1.1 deki devreyi aşağıdaki eleman değerleri için devre analizi yöntemi ile çözünüz ve sonuçları tablo 1.1 e not ediniz. E=12 V, =3 kω, =2 kω, =1 kω, R 4 =3 kω, R 5 =2 kω, R 6 =1 kω. Şekil 1.1 Düğüm A B C D Gerilim Tablo 1.1
f) Tablo 1.1 deki değerleri kullanarak elemanlara ilişkin gerilim, akım ve güç değerlerini hesaplayarak tablo 1.2 ye yazınız. Eleman R 4 R 5 R 6 E Düğüm gerilimleri cinsinden gerilim değerleri (VA-VB gibi) Gerilim Akım Güç Tablo 1.2 g) Devredeki toplam gücün sıfıra eşit olduğunu gösteriniz ve niçin böyle olması gerektiğini açıklayınız. h) Devredeki herhangi bir düğüm için KCL nin sağlandığını gösteriniz. i) Devredeki herhangi bir çevre için KVL nin sağlandığını gösteriniz.
1.2. Deney Ekipman: Bu deney için V-Lab deney setinin DC Devreler Modülü, Fluke 175 Multimeter ve Güç Kaynağı kullanılacaktır. Deney Malzemeleri: 1-1 kω 3 adet direnç, 2-2 kω 3 adet direnç, 3-3 kω 3 adet direnç, 4- Multimetre, 5- Breadboard. 1.2.1. Uygulama: Multimetre kullanımı DC devreler modülünün 4 numaralı bölmesinde yer alan R1, R2, R3 dirençlerinin değerlerini Fluke 175 Multimeter ile ölçerek tablo 1.3 e not ediniz. Direncin Adı Etiket Değeri Gerçek Değeri Tablo 1.3 1.2.2. Uygulama: Deneysel Düğüm analizi Şekil 1.2 deki devreyi modülün 4 numaralı bölmesinde yer alan dirençleri ve modüldeki güç kaynağını kullanarak oluşturunuz. Şekil 1.2
Şekil 1.2 üzerinde referans düğümü belirleyiniz. Belirlediğiniz referans düğüme göre A, B, C, D düğümlerinin gerilimlerini ölçüp not ediniz. Düğüm A B C D Gerilim Tablo 1.4 Tablo 1,4 teki değerler ile tablo 1.1 deki değerleri kıyaslayınız ve farklar varsa sebeplerini tartışınız. Açıklama: Asosiye referans kuralı gereğince eleman akım yönlerini ve gerilim polaritelerini şekil 1.2 üzerinde belirleyiniz. Düğüm gerilimlerini ve eleman değerlerini kullanmak sureti ile eleman gerilimlerini ve akımlarını hesaplayarak tablo 1.5 e not ediniz. Eleman Düğüm gerilimleri cinsinden gerilim değerleri (VA-VB gibi) Gerilim (Tablo 1.4 deki değerleri kullanarak hesaplayınız.) Akım (Tablo 1.3 deki eleman değerlerini kullanarak hesaplayınız.) R 4 R 5 R 6 Tablo 1.5 Eleman gerilim ve akım değerlerini devre üzerinde ölçerek not ediniz. Eleman Gerilim Akım R 4 R 5 R 6 E Tablo 1.6
Eleman gerilim ve akımları için tablo 1.2, tablo 1.5 ve tablo 1.6 üzerinde elde ettiğiniz değerleri karşılaştırınız. Aralarında farklar varsa sebeplerini tartışınız. Açıklama: 1.3. Deney sonrası çalışmalar Deneyde yaptıklarınızı, öğrendiklerinizi, ölçüm sonuçlarınızı, yorumlarınızı deney içerisinde geçen soruların cevaplarını verecek şekilde rapor halinde sununuz. (Rapor bir sonraki uygulama dersinin girişinde deney sorumlusuna teslim edilecektir.)