SAKARYA ÜNİVERSİTESİ Elektromanyetik Alanlar ve Mikrodalga Tekniği Anabilim Dalı Elektromanyetik Araştırma Merkezi Proje Laboratuvarı ELEKTRONİK ve HABERLEŞME LABORATUVARI II ELEKTROMANYETİK UYUMLULUK LABORATUVARI DENEY FÖYÜ Prof. Dr. Osman ÇEREZCİ Arş. Gör. Şuayb Çağrı YENER Arş. Gör. Baha KANBEROĞLU Doküman No:
Bu doküman yalnızca, ilgili ders kapsamında öğrencilerin kişisel kullanımlarına yönelik olarak düzenlenmiştir. Dokümanın tamamı ya da bir bölümü, Sakarya Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Elektromanyetik Araştırma Merkezi Proje Laboratuvarının ve yazarların izni olmaksızın farklı amaçlarla kopyalanamaz, çoğaltılamaz ve kullanılamaz. Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 2
İçindekiler 1 ELEKTROMANYETİK UYUMLULUĞA GİRİŞ VE TEMEL KAVRAMLAR... 5 1.1 Frekans Dalga Boyu İlişkisi... 5 1.2 Elektromanyetik Spektrum... 5 1.3 Desibel (db) Kavramı ve Fiziksel Büyüklüklerin db Cinsinden İfade Biçimleri... 6 1.4 Elektromanyetik Uyumluluk ve Girişim... 8 1.5 Emisyon Bağışıklık... 9 1.6 Önemli Elektromanyetik Ortam Etkileri... 10 1.7 EMC Testlerinin Sınıflandırılması... 10 1.8 EMC Standartları... 10 1.9 Elektromanyetik Alan Ölçümleri... 10 1.10 Kuplaj Mekanizmaları... 12 1.11 EMI Önlemleri... 12 2 DENEY 1: ELEKTROMANYETİK ALAN ÖLÇÜMLERİ... 13 2.1 Deneyin Amacı... 13 2.2 Teçhizat... 13 2.3 Deneyin Uygulanması, Ölçüm Değerlerinin Tablo ve Grafiklere Aktarılması... 13 2.4 Sonuç ve Değerlendirme... 14 3 DENEY 2: FREKANS ZAMAN İLİŞKİSİ... 15 3.1 Deneyin Amacı... 15 3.2 Deneyde Kullanılan Araç ve Gereçler... 15 3.3 Deney Düzeneği... 17 3.4 Deneyin Uygulanışı... 17 3.5 Sonuç... 18 4 DENEY 3: AKIM YOLU UYGULAMASI... 19 4.1 Teçhizat... 19 4.2 Deney Düzeneği... 20 4.3 Ölçümlerin Yapılması... 20 4.4 Deney Sonucu... 21 5 DENEY 4: ENDÜKTANS VE KAPASİTANS ÖLÇÜMLERİ... 22 Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 3
5.1 Deneyin Amacı... 22 5.2 Teçhizat... 22 5.3 Deneyin Uygulanması... 22 Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 4
1 ELEKTROMANYETİK UYUMLULUĞA GİRİŞ VE TEMEL KAVRAMLAR 1.1 Frekans Dalga Boyu İlişkisi Elektromanyetik ışımanın frekans ve dalga boyu bileşenleri bulunmaktadır. Elektromanyetik dalganın osilasyon yapısı için tanımlanan frekans ve dalga boyu arasındaki ilişki aşağıdaki gibi verilir. f c Burada v dalganın hızını gösterir. Boşlukta elektromanyetik ışımanın hızı ışık hızına (c) eşit ve değeri 300.000km/s dir. Örnek olarak 3m uzunluktaki bir elektrik güç kablosu için osilasyon frekansı 100MHz dir. 1.2 Elektromanyetik Spektrum Elektromanyetik spektrum fizik kurallarınca mümkün kılınan tüm elektromanyetik radyasyonu ve farklı ışınım türevlerinin dalga boyları veya frekanslarına göre bu tayftaki rölatif yerlerini ifade eden kavramdır. Elektromanyetik spektrum dalga boylarına göre atom altı değerlerden başlayıp, dalga boyları binlerce kilometre uzunlukta olabilecek radyo dalgalarına kadar birçok farklı radyasyon tipini içerir. Görünen ışık bu elektromanyetik spektrum içerisinde ortada bir bölgede yer alır. Şekil 1 1. Elektromanyetik spektrum Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 5
EMC (Elektromanyetik Uyumluluk) bağlamında ise elektromanyetik spektrum bundan daha dar bir bölgeyi kapsar. Aşağıda Üsküdar/İSTANBUL dan 420MHz 2,5GHz bandında alınan örnek bir elektromanyetik spektrum görüntüsü verilmiştir. (Şekil 1 2) Şekil 1 2. Elektromanyetik spektrum (19.11.2012 Üsküdar/İSTANBUL) Tablo 1.1. Frekans bandları Frekans Dalga boyu Frekans Bandı 3 Hz 30 Hz 100.000 km 10.000 km ULF 30 Hz 300 Hz 10.000 km 1.000 km ELF 300 Hz 3 khz 1.000 km 100 km VF 3 khz 30 khz 100 km 10 km VLF 30 khz 300 khz 10 km 1 km LF 300 khz 3 MHz 1 km 100 m MF 3 MHz 30 MHz 100 m 10 m HF 30 MHz 300 MHz 10 m 1 m VHF 300 MHz 3 GHz 1 m 10 cm UHF 3 GHz 30 GHz 10 cm 1cm SHF 30 GHz 300GHz 1 cm 1 mm EHF 1.3 Desibel (db) Kavramı ve Fiziksel Büyüklüklerin db Cinsinden İfade Biçimleri 1.3.1 Desibel (db) Kavramı Desibel (db) kavramı belirli bir referans değere ya da miktar seviyeye olan oranı belirten logaritmik ve boyutsuz bir birimdir. Desibel (db) daima iki değer arasındaki karşılaştırmadır. Desibel kavramı güç, gerilim, akım vb. birçok büyüklüğe uygulanabilir. Desibel (db) birimi temel büyüklüğe referans anlamı taşır. Benzer şekilde db ye dbm, dbµ gibi son ekler getirilerek aynı büyüklüğün m ve µ alt katlarına olan oran da ifade edilebilir. Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 6
Tablo 1.2. Fiziksel büyüklüklerin db gösterimleri Sembol Büyüklük Taban Seviyesi Birimi E Elektrik Alan Şiddeti 1 uv/m dbuv/m I Akım 1 ua dbua P Güç 1 mw dbm H Manyetik Alan Şiddeti 1 ua/m dbua/m B Manyetik Akı Yoğunluğu 1 pt dbpt V Gerilim 1 uv dbuv 1.3.2 Güç Seviyeleri İçin db Kavramı db P 10log 1 10 P 2 1.3.3 Gerilim ve Akım Seviyeleri İçin db Kavramı P P I R I R 2 1 1 2 2 2 P 1 I 1 10log10 10log10 P2 I2 I 1 db 20log10 I2 Benzer şekilde gerilim için de aşağıdaki ilişki söz konusudur. db V 20log 1 10 V 2 1.3.4 Güç, Gerilim, Akım için bazı temel tablolar Tablo 1.3. Güç için db dönüşüm tablosu db dbm Watt 60 30 1µW 50 20 10µW 40 10 100µW 30 0 1mW 20 10 10mW 10 20 100mW 7 23 200mW 4 26 400mW 0 30 1W 3 33 2W 6 36 4W 10 40 10W 2 Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 7
Tablo 1.4. Gerilim için db dönüşüm tablosu dbv dbµv Volt 120 0 1µV 100 20 10µV 80 40 100µV 60 60 1mV 40 80 10mV 20 100 100mV 12 106 200mV 6 112 400mV 0 120 1V 6 126 2V 12 132 4V 20 140 10V Tablo 1.5. Akım için db dönüşüm tablosu dba dbµa Amper 120 0 1µA 100 20 10µA 80 40 100µA 60 60 1mA 40 80 10mA 20 100 100mA 12 106 200mA 6 112 400mA 0 120 1A 6 126 2A 12 132 4A 20 140 10A 1.3.5 50Ω Sistemi İçin Dönüşümler 0 dbm = 107 dbµv 0 dbm = 73 dbµa 34 dbµv = 0 dbµa 1.4 Elektromanyetik Uyumluluk ve Girişim 1.4.1 Elektromanyetik Girişim Elektrik elektronik ve elektromekanik sistemlerin çalışırken açığa çıkardıkları elektromanyetik enerji ile veya ortamda mevcut bulunan elektromanyetik enerji ile karşılıklı olarak birbirlerini etkilemeleri ve bu etkileşim sonucunda sistemlerin çalışma performanslarında bozulma veya tamamen çalışamaz hale gelmeleri elektromanyetik girişim olarak adlandırılır. Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 8
Girişim, elektrik ve elektronik cihazların performansında bozulmaya, istenmeyen tepkiler vermesine veya hatalı işlemesine yol açan radyo frekanslarında doğal veya insan kaynaklı her türlü bozucu etki, işaret ve emisyondur. 1.4.2 Elektromanyetik Uyumluluk Elektromanyetik uyumluluk (EMU EMC) bir sistemin tüm elektriksel komponentlerinin istendiği gibi işlevini yerine getirmesidir. Çevre etkileri, ilgili koşullar ve süreçler ne olursa olsun bozulmanın meydana gelmemesidir. Elektronik sistemlerin belirlenmiş bir güvenlik limiti içinde ve tasarlandıkları performans seviyesinde elektromanyetik girişim nedeniyle kabul edilemez kötüleşmeye uğramadan ve kötüleşmeye yol açmadan çalışıyorsa elektromanyetik uyumlu demektir. OK OK Şekil 1 3. Elektromanyetik uyumluluk 1.5 Emisyon Bağışıklık 1.5.1 Emisyon Elektrik elektronik cihazdan yayılan elektromanyetik enerjiye emisyon denir. Emisyonlar istemli veya istem dışı olarak sınıflandırılabilir. İstemli emisyona örnek bir telsiz vericisinin kendisine tahsis edilen kanaldan ortama elektromanyetik enerji yaymasıdır. İstemdışı emisyon ise genel olarak gürültü kavramı altında değerlendirebilir. Yine aynı telsiz vericisinden yayılan harmonikler buna örnek gösterilebilir. 1.5.2 Bağışıklık Alınganlık (susceptibility) elektrik elektronik cihazın bulunduğu elektromanyetik ortamdan etkilenmesi Bağışıklık (immunity) alınganlık teriminin sivil uygulamalardaki karşılığıdır. Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 9
1.6 Önemli Elektromanyetik Ortam Etkileri EMC: Elektromanyetik uyumluluk (ElectroMagnetic Compatibility) EMI: Elektromanyetik girişim (Electromagnetic Interference) Yıldırım EMP: Elektromanyetik darbe (ElectroMagnetic Pulse) ESD: Elektrostatik deşarj (Electrostatic Discharge) HERO: Elektromanyetik ışımanın mühimmat üzerinde tehlikeleri (Hazards of Electromagnetic Radiation to the Ordnance) HERP: Elektromanyetik ışımanın personel üzerinde tehlikeleri (Hazards of Electromagnetic Radiation to the Personnel) HERF: Elektromanyetik ışımanın yakıt üzerinde tehlikeleri (Hazards of Electromagnetic Radiation to the Fuel) TEMPEST: Tests for Electromagnetic Propagation, Emission and Spurious Emanation 1.7 EMC Testlerinin Sınıflandırılması EMI testinin iki yönü vardır: Emisyon (Emission) Alınganlık (Susceptibility) veya Bağışıklık (Immunity) Kuplaj yöntemi açısından da iki farklı kategori mevcuttur: Işıma yoluyla (Radiated) İletkenlik yoluyla (Conducted) 1.8 EMC Standartları Standartlar ürünlerin kalitesini belirleyen temel unsurlardır. Standartlarda iki önemli unsur yer alır: Test sınır değerleri Test yöntemleri Askeri ve sivil gerekliklere uygun olarak hazırlanan birbirinden farklı alanlarda uygulanan EMC standardı dokümanları mevcuttur. 1.9 Elektromanyetik Alan Ölçümleri 1.9.1 Ortam Empedansı Elektromanyetik dalga kaynaktan belli bir mesafeden itibaren düzlem dalga halini alır. Bu noktadan itibaren elektrik ve manyetik alan bileşenleri sabit bir oranla değişir. Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 10
10 4 Halka Dipol 10 3 E/H 10 2 10 1 10-2 10-1 10 0 10 1 R / dalgaboyu 1.9.2 Yakın Alan Uzak Alan Kriteri Uzak alan kriterleri aşağıdaki gibidir: Şekil 1 4. Ortam Empedansı Anten boyutu dalga boyundan küçükse (Yönsüz antenler için): 2 Anten boyutu dalga boyundan büyükse (Yönlendirilmiş antenler için): 2 2D (D antenin boyu) Elektrik alan ve manyetik alan arasındaki oran uzak alan koşulları altında sabit olup değeri 377 dir. 1.9.3 Elektromanyetik Alan Birimlerinin Birbirine Dönüşümü Tablo 1.6. Elektromanyetik ölçüm birimlerinin dönüşümü Güç Yoğunluğu Elektrik Alan Manyetik Alan 0,000.1 μw/cm² 0,019.4 V/m 0,000.051.5 A/m 0,001 μw/cm² 0,061.4 V/m 0,000.162 A/m 0,01 μw/cm² 0,194 V/m 0,000.515 A/m 0,1 μw/cm² 0,614 V/m 0,001.62 A/m 1 μw/cm² 1,94 V/m 0,005.15 A/m 10 μw/cm² 6,14 V/m 0,016.2 A/m 100 μw/cm² 19,4 V/m 0,051.5 A/m Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 11
Tablodan görüldüğü üzere elektrik alan ve manyetik alan arasında 377 oranı söz konusudur. Manyetik alan bileşeni, manyetik akı yoğunluğu cinsinden Tesla biriminde ifade edilmek istenirse, 1A/m 1,25μT eşitliği söz konusudur. 1.10 Kuplaj Mekanizmaları Şekil 1 5. Kuplaj mekanizmaları 1.11 EMI Önlemleri Topraklama (Grounding) Ekranlama (Shielding) Bağlama (Bonding) Filtreleme (Filtering) Kablolama (Cabling) Devre Tasarımı (Circuit Design) Fiziksel Ayırım (Separation) Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 12
2 DENEY 1: ELEKTROMANYETİK ALAN ÖLÇÜMLERİ 2.1 Deneyin Amacı Yaşam ve çalışma ortamlarının iç ve dış alanlarında bulunan değişik frekanslardaki elektromanyetik radyasyonun seviyesi uygun cihazlar ile yapılacak ölçümlerle belirlenecektir. Elde edilen değerlerin standartlara göre değerlendirilmesi yapılacaktır. 2.2 Teçhizat Elektromanyetik alan simülatörü ve antenler Manyetik alan test üreteci ELF elektromanyetik alan ölçüm cihazı RF geniş band elektromanyetik alan ölçüm cihazı Spektrum analizör ve uygun antenleri Tripod Mikrodalga fırın, cep telefonu gibi diğer elektromanyetik alan kaynakları 2.3 Deneyin Uygulanması, Ölçüm Değerlerinin Tablo ve Grafiklere Aktarılması Verilen elektromanyetik alan kaynağından yayılan elektromanyetik radyasyonu geniş band EMR ölçer cihazı ile ölçünüz. Elde ettiğiniz değerleri Türkiye de uygulanan sınır değerler ile karşılaştırınız. Tablo 2.1. RF ve mikrodalga frekansı ölçüm tablosu No Mesafe (m) Elektrik Alan Ölçüm Değeri (V/m) 1 Manyetik Alan Ölçüm Değeri (A/m) EM yoğunluğu enerji 2 3 4 Verilen elektromanyetik alan kaynağından yayılan elektromanyetik radyasyonu düşük frekans EMR ölçer cihazı ile ölçünüz. Elde ettiğiniz değerleri Türkiye de uygulanan sınır değerler ile karşılaştırınız. Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 13
Tablo 2.2. ELF LF frekans bandı ölçüm sonuçları No 1 2 3 Deneysel Ölçüm Değeri Hesaplanan Değer Spektrum analizör ile yaptığınız ölçümleri kullanarak grafikleri çiziniz. Elde ettiğiniz değerleri ve frekansa göre durumunu Türkiye de uygulanan sınır değerler ile karşılaştırınız. Sınır değerlere uygulamada hangi frekans bölgesinin seçileceğini tespit ediniz. 2.4 Sonuç ve Değerlendirme Elektromanyetik alan ölçmeye yarayan cihazlar yapılan uygulamalar ile kullanım amaçlarına göre tanıtıldı. Herhangi bir ortamdaki elektromanyetik radyasyon sinyallerin ölçümü yapıldı. Elektromanyetik alan birimleri ve dönüşüm bağıntıları gözden geçirildi. Elde edilen sonuçlar bunlara göre tablolara aktarılarak değerlerin analizi ve grafiksel ortamda yorumlanması yapıldı. Elektromanyetik alan maruziyet kavramı ve buna göre maruziyet limitlerinin değerlendirilmesi yapıldı. Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 14
3 DENEY 2: FREKANS ZAMAN İLİŞKİSİ 3.1 Deneyin Amacı Bu deneyin amacı dalga şekillerini osiloskop ve spektrum analizör ekranında ayrı ayrı incelemek ve dalganın zaman frekans domenindeki bileşenlerini analiz etmektir. 3.2 Deneyde Kullanılan Araç ve Gereçler Şekil 3 1. Advantest 3GHz spektrum analizör Şekil 3 2. Siglent SDG1050 (50MHz) sinyal osilatörü Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 15
Şekil 3 3.Infinium 500MHz osiloskop Şekil 3 4. RF güç bölücü Şekil 3 5. 5W 20 db zayıflatıcı Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 16
Şekil 3 6. HUBER SUHNER RG 223/U 50 ohm Erkek Erkek N tipi koaksiyel kablo 3.3 Deney Düzeneği Şekil 3 7. Deney düzeneğinin fotoğrafı 3.4 Deneyin Uygulanışı Deney düzeneğini oluşturmak için ilk önce koaksiyel kablonun bir ucu osiloskobun port 1 girişine diğer ucu da güç bölücüye bağlanır. Osiloskobun port 2 girişi sinyal üretecinin kanal 2 çıkışına bağlanır. Koaksiyel kablo yardımıyla sinyal üretecinin kanal 1 çıkışı güç bölücüye bağlarız. Koaksiyel kablonun bir ucuna 20 db zayıflatıcı bağlayıp spektrum analizörün girişine ve diğer ucu da güç bölücüye bağlanır. Örnek dalga olarak, işaret üretecinden 1 MHz, 0.5 Vpp ve %50 çevrim zamanlı bir pulse girilir Spektrum analizörden bant genişliği 9 khz, başlangıç frekansı 500 khz, bitiş frekansı 100 MHz olarak ayarlanır ve oluşan dalga şekilleri gözlemlenir. Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 17
Daha sonra spektrum analizörün ayarları değiştirilmeden, sadece işaret üretecinin çevrim oranı %20 yapılarak oluşan dalga şekilleri gözlemlenir. Verilen sinüs ve üçgen dalga şekilleri için de gözlemler yapınız. 3.5 Sonuç Dalga şekillerinin zaman ve frekans domenindeki durumları gözlendi. Yapılan gözlemler sonucunda kare dalga için çevrim oranı azaldıkça frekans bileşenleri sayısının artmakta ve bileşenlerin genliklerinin ise azalmakta olduğu sonucuna tespit edildi. Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 18
4 DENEY 3: AKIM YOLU UYGULAMASI 4.1 Teçhizat Tablo 4.1. Deney malzemeleri Advantest R3131A Spectrum Analyzer ( 9 khz 3GHz ) Siglent SDG1050 50 MHz İşaret Üreteci Ekranı kısa devre edilmiş 2 m lik N konnektörlü RF kablo Akım probu 2 m koaksiyel kablo 50 Ohm yük Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 19
4.2 Deney Düzeneği Şekil 4 1. Şematik deney düzeneği 4.3 Ölçümlerin Yapılması Şekil 4 2. Deney düzeneğinin fotoğrafı Tablo 4.2 Frekans(Hz) Spektrum Analizör Akım Probu dbm dbμv Düzeltme Faktörü 10000 24 50000 11 100000 6 300000 2 500000 1 1000000 0 Bakır Şerit Akımı (dbμa) Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 20
4.4 Deney Sonucu Frekans arttıkça kısa yoldan geçen akım miktarı azalmaktadır. Temel Ohm Kanunu ndan bilindiği üzere akım daha az empedanslı yolu takip eder. Bu deneyde frekans arttıkça kısa devre edilmiş kolda direnç düşük olmasına rağmen endüktans artmakta, dolaysıyla empedans artmaktadır. Bu nedenle akım, frekans arttıkça kısa devre edilen ve daha fazla empedanslı yolu takip edeceğine empedansı daha düşük olan diğer yolu tercih etmektedir. Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 21
5 DENEY 4: ENDÜKTANS VE KAPASİTANS ÖLÇÜMLERİ 5.1 Deneyin Amacı Bu deneyin amacı endüktans ve kapasitans kavramlarını göstermektir. Elektromanyetik uyumluluk açısından kapasitans ve karşılıklı endüktansın ifade ettiği kuplaj mekanizması görülecektir. 5.2 Teçhizat Düzlem bobin seti (L 1, L 2, L 3, L 4, L 5 ) Agilent 4263B LCR Metre 1.2 m uzunluğunda ve 2.5 cm çapında iki bakır boru Boruları birbirine paralel ve 1.5 inç (merkezler arası) tutacak ahşap test standı İki adet 1.5 m uzunluğunda şerit kablo 1 adet Alüminyum ve 1 adet Bakır levha 35 um bakır kaplı PCB Cetvel 5.3 Deneyin Uygulanması 5.3.1 Dikdörtgen Halkaların Self Endüktansları L 1, L 2 ve L 3 bobinlerinin endüktanslarını ölçerek değişimleri gözlemleyiniz.(f=1khz) Tablo 5.1 Bobin Genişlik(cm) Halka alanı(cm 2 ) Endüktans(μH) Ls Q Lp Q L 1 L 2 L 3 Her biri 8 sarımlı olan L 1, L 2 ve L 3 bobinlerinin endüktanslarının alanlarıyla doğru orantılı olduğu sonucu gözlendi mi? 5.3.2 Metal İletkenlerin Endüktansa Etkisi 5.3.2.1 Alüminyum levhanın endüktansa etkisi L 3 bobininin endüktansını birinci aşamada 1kHz de ölçerek gözleyiniz. Daha sonra L 3 bobini alüminyum levhanın üzerine konularak endüktansı 1kHz de tekrar ölçünüz. Değişimleri gözleyiniz. Aynı prosedürü 10kHz ve 100kHz için tekrarlayınız. Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 22
Tablo 5.2 Frekans 1 khz 10 khz 100 khz Endüktans(Alüminyum levha yok) Endüktans (Alüminyum levha var) Ls Q (μh) Lp Q (μh) Ls Q (μh) Lp Q (μh) 5.3.2.2 Bakır (2mm) levhanın endüktansa etkisi L 3 bobininin endüktansını birinci aşamada 1kHz de ölçerek gözleyiniz. Daha sonra L 3 bobini bakır levhanın üzerine konularak endüktansı 1kHz de tekrar ölçünüz. Değişimleri gözleyiniz. Aynı prosedürü 10kHz ve 100kHz için tekrarlayınız. Tablo 5.3 Frekans Endüktans (Bakır levha yok) Endüktans (Bakır levha var) Ls Q (μh) Lp Q (μh) Ls Q (μh) Lp Q (μh) 1 khz 10 khz 100 khz 5.3.2.3 Bakır (35 um) PCB levhanın endüktansa etkisi L 3 bobininin endüktansını birinci aşamada 1kHz de ölçerek gözleyiniz. Daha sonra L 3 bobini PCB levhanın üzerine konularak endüktansı 1kHz de tekrar ölçünüz. Değişimleri gözleyiniz. Aynı prosedürü 10kHz ve 100kHz için tekrarlayınız. Tablo 5.4 Frekans Endüktans (PCB yok) Endüktans (PCB var) Ls Q (μh) Lp Q (μh) Ls Q (μh) Lp Q (μh) 1 khz 10 khz 100 khz Yapılan deneyde; aynı bobinde levha ile birlikte ölçülen endüktansların, levhasız ölçülenlere göre daha düşük olması gerekmektedir. Bu düşüşün nedeni Eddy Akımları dır. Eddy akımları; Levhalara etki eden, bobinin ürettiği elektromanyetik alana tepki olarak oluşur. 5.3.3 Karşılıklı endüktans L 1 bobini ile aynı özelliklere sahip L 4 bobini, üzerlerindeki montaj delikleri kullanılarak yüzeyleri birleştiriniz. Frekans 10kHz e ayarlanarak gerekli ölçümleri yapınız. Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 23
Tablo 5.5 Ölçüm 1 Ölçüm 2 Ölçüm 3 Ölçüm 4 L 1 Kırmızı LCR low probu LCR low probu LCR low probu L 1 Siyah LCR high probu L 4 Kırmızıya L 4 Siyaha L 4 Kırmızı LCR low probu L 1 Siyaha LCR high probu L 4 Siyah LCR high probu LCR high probu LCR high probu Endüktans Değeri Lp Q(μH) Ls Q(μH) Ölçüm 1 ve Ölçüm 2 L 1 ve L 4 ün self endüktanslarını verirken; Ölçüm 3 ve Ölçüm 5 bobinlerin karşılıklı endüktanslarını vermektedir. 5.3.4 Azaltılmış karşılıklı endüktans L 1 bobini ile aynı özelliklere sahip L 5 bobini, üzerlerindeki montaj delikleri kullanılarak yüzeyleri birleştiriniz. Frekans 10kHz e ayarlanarak gerekli ölçümleri yapınız. Tablo 5.6 Ölçüm 1 Ölçüm 2 Ölçüm 3 Ölçüm 4 L 1 Kırmızı LCR low probu LCR low probu LCR low probu L 1 Siyah LCR high probu L 5 Kırmızıya L 5 Siyaha L 5 Kırmızı LCR low probu L 1 Siyaha LCR high probu L 5 Siyah LCR high probu LCR high probu L 1 Siyaha Endüktans Değeri Lp Q(μH) Ls Q(μH) Karşılıklı endüktans L 4 ile L 5 in değişmesi sonucu azalıdır. 5.3.5 İki metal boru arasındaki kapasitif ilişki Ölçüm 1: İki metal boru ahşap test standı yardımı ile birbirine paralel bir şekilde yerleştirip LCR metre yardımı ile aralarındaki kapasitansı ölçünüz. Ölçüm 2: Ahşap test standı yardımı ile birbirine paralel bir şekilde yerleştirdiğiniz metal boruların üzerine arkası boya kaplanmış alüminyum tabaka koyunuz ve LCR metre yardımı ile aralarındaki kapasitansı ölçünüz. Ölçüm3: Bu sefer metal boruların üzerine koyduğunuz alüminyum tabaka LCR metrenin şase toprağıyla bağlayıp kapasitansı tekrar ölçünüz. (Her ölçüm için f=1khz alınacaktır) Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 24
Tablo 5.7 Ölçüm 1 Ölçüm 2 Ölçüm 3 Cp D (pf) Cp S (pf) Boruların üzerine konulan iletkenler sonucu borular arasındaki kapasitans etkisinin düştüğü gözlemlenmelidir. 5.3.6 Şerit hatlarda endüktans ölçümü Belirlenen uçlar sırasıyla konektör yardımı ile kısa devre edilerek şerit kablonun diğer ucundan endüktans ölçümleri yapınız.(f=1khz) Tablo 5.8 Hat No Hat No Endüktans #1 #2 #1 #10 #1 #20 #1 #30 #1 #40 Lp Q(mH) Ls Q(μH) Kablolar arası mesafe arttıkça endüktansın da buna bağlı olarak arttığı gözlenmelidir. 5.3.7 Şerit hatlarda kapasitans ölçümü Belirlenen uçlar sırasıyla konektör yardımı ile kısa devre edilerek şerit kablonun diğer ucundan kapasitans ölçümleri yapınız.(f=1khz) Tablo 5.9 Hat No Hat No Kapasitans Cs D(mF) #1 #2 #1 #10 #1 #20 #1 #30 #1 #40 Cp D(μF) Kablolar arası mesafe arttıkça kapasitansın da buna bağlı olarak azaldığı gözlenmelidir. Elektromanyetik Uyumluluk Laboratuvarı Deney Föyü Sayfa 25