Bölüm 3 AC Devreler. 1. AC devrede, seri RC ağının karakteristiklerini anlamak. 2. Kapasitif reaktans, empedans ve faz açısı kavramlarını anlamak.

Benzer belgeler
DENEY 1-1 AC Gerilim Ölçümü

EET-202 DEVRE ANALİZİ-II DENEY FÖYÜ OSİLOSKOP İLE PERİYOT, FREKANS VE GERİLİM ÖLÇME

DENEY 2. Şekil KL modülünü, KL ana ünitesi üzerine koyun ve a bloğunun konumunu belirleyin.

ADIYAMAN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ ELEKTRĠK-ELEKTRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ DEVRE ANALĠZĠ LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

DENEY FÖYÜ 7: Seri ve Paralel Rezonans Devreleri

DENEY DC GERİLİM ÖLÇÜMÜ DENEYİN AMACI

Bölüm 2 DC Devreler. DENEY 2-1 Seri-Paralel Ağ ve Kirchhoff Yasası

ADIYAMAN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ ELEKTRĠK-ELEKTRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ DEVRE ANALĠZĠ LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

ELEKTRİK DEVRELERİ-2 LABORATUVARI VIII. DENEY FÖYÜ

Mekatronik Mühendisliği Lab1 (Elektrik-Elektronik) Seri ve Paralel RLC Devreleri

DENEY-4 Yarım ve Tam Dalga Doğrultucular

DENEY TARİHİ RAPOR TESLİM TARİHİ NOT

Osiloskop ve AC Akım Gerilim Ölçümü Deney 3

DENEY 4. Rezonans Devreleri

Deney 3 5 Üç-Fazlı Tam Dalga Tam-Kontrollü Doğrultucu

Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü

Bölüm 12 İşlemsel Yükselteç Uygulamaları

DENEY-4 RL DEVRE ANALİZİ. Alternatif akım altında seri RL devresinin analizi ve deneysel olarak incelenmesi.

DENEY TARİHİ RAPOR TESLİM TARİHİ NOT

Bölüm 14 Temel Opamp Karakteristikleri Deneyleri

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü ELK 2008 DEVRELER II LABORATUARI

ELEKTRİK DEVRELERİ-2 LABORATUVARI VI. DENEY FÖYÜ

ADIYAMAN ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ ELEKTRĠK-ELEKTRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ DEVRE ANALĠZĠ LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

T.C. BALIKESİR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Süperpozisyon/Thevenin-Norton Deney 5-6

ADIYAMAN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ DEVRE ANALİZİ LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

ELEKTRONİK-2 DERSİ LABORATUVARI DENEY 1: Doğrultucu Deneyleri

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

Bölüm 5 Transistör Karakteristikleri Deneyleri

ALTERNATİF AKIMDA EMPEDANS SERİ DEVRELER

EEM 202 DENEY 8 RC DEVRELERİ-I SABİT BİR FREKANSTA RC DEVRELERİ

EET-202 DEVRE ANALİZİ-II DENEY FÖYÜ OSİLOSKOP İLE PERİYOT, FREKANS VE GERİLİM ÖLÇME

Bölüm 10 İşlemsel Yükselteç Karakteristikleri

DENEY 5: ALTERNATİF AKIMDA FAZ FARKI (R, L VE C İÇİN)

ELEKTRONİK-I DERSİ LABORATUVARI DENEY 2: Zener ve LED Diyot Deneyleri

DENEY 4: SERİ VE PARALEL REZONANS DEVRELERİ

DENEY 9- DOĞRU AKIM DA RC DEVRE ANALİZİ

AC DEVRELERDE BOBİNLER

DC Akım/Gerilim Ölçümü ve Ohm Yasası Deney 2

4. Sunum: AC Kalıcı Durum Analizi. Kaynak: Temel Mühendislik Devre Analizi, J. David IRWIN-R. Mark NELMS, Nobel Akademik Yayıncılık

DENEY 5. Rezonans Devreleri

DENEY 6-3 Ortak Kollektörlü Yükselteç

EEM 202 DENEY 10. Tablo 10.1 Deney 10 da kullanılan devre elemanları ve malzeme listesi

DENEYDEN HAKKINDA TEORİK BİLGİ:

ALTERNATİF AKIMDA EMPEDANS (PARALEL DEVRELER)

Şekil 7.1. (a) Sinüs dalga giriş sinyali, (b) yarım dalga doğrultmaç çıkışı, (c) tam dalga doğrultmaç çıkışı

Bölüm 6 Multiplexer ve Demultiplexer

OHM KANUNU DENEY 1 OHM KANUNU 1.1. DENEYİN AMACI

DOĞRU AKIM DA RC DEVRE ANALİZİ

Şekil 5-1 Frekans modülasyonunun gösterimi

8. ALTERNATİF AKIM VE SERİ RLC DEVRESİ

ALTERNATİF AKIMDA EMPEDANS SERİ DEVRELER

ELM 331 ELEKTRONİK II LABORATUAR DENEY FÖYÜ

ANALOG ELEKTRONİK - II YÜKSEK GEÇİREN FİLTRE

Bu deneyde lab cihazlarının kullanımı için 4 uygulama yapılacaktır.

DENEY 3: RC Devrelerin İncelenmesi ve Lissajous Örüntüleri

DENEY 10: SERİ RLC DEVRESİNİN ANALİZİ VE REZONANS

BÖLÜM 3 ALTERNATİF AKIMDA SERİ DEVRELER

Şekil 3-1 Ses ve PWM işaretleri arasındaki ilişki

Ölçü Aletlerinin Tanıtılması

DENEY-8 KONDANSATÖRÜN VE BOBİNİN DOĞRU AKIMDA DAVRANIŞI

Şekil 6-1 PLL blok diyagramı

Bölüm 1 Temel Ölçümler

Ölçüm Temelleri Deney 1

DEVRE ANALİZİ LABORATUARI DENEY 6 KONDANSATÖRÜN VE BOBİNİN DOĞRU AKIM DAVRANIŞI

DENEY DC RC Devresi ve Geçici Olaylar

Nedim Tutkun, PhD, MIEEE Düzce Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Konuralp Düzce

DENEY 2: AC Devrelerde R, L,C elemanlarının dirençlerinin frekans ile ilişkileri ve RC Devrelerin İncelenmesi

ALTERNATİF AKIMIN TEMEL ESASLARI

Deneyle İlgili Ön Bilgi:

Bölüm 8 FET Karakteristikleri

BÖLÜM 1 RF OSİLATÖRLER

Bölüm 9 FET li Yükselteçler

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ LABORATUARI

1. Temel lojik kapıların sembollerini ve karakteristiklerini anlamak. 2. Temel lojik kapıların karakteristiklerini ölçmek.

Alternatif Akım Devreleri

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü ELK222 TEMEL ELEKTRİK LABORATUARI-II

Bölüm 1 Temel Lojik Kapılar

DENEY 1: DĠRENÇLERĠN SERĠ/PARALEL/KARIġIK BAĞLANMASI VE AKIM, GERĠLĠM ÖLÇÜLMESĠ

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK SİSTEMLER LABORATUVARI 1 OPAMP DEVRELERİ-2

Mekatronik Mühendisliği Lab1 (Elektrik-Elektronik) Ohm-Kirchoff Kanunları ve AC Bobin-Direnç-Kondansatör

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ LABORATUARI

ALTERNATĐF AKIM (AC) I AC NĐN ELDE EDĐLMESĐ; KARE VE ÜÇGEN DALGALAR

REZONANS DEVRELERİ. Seri rezonans devreleri bir bobinle bir kondansatörün seri bağlanmasından elde edilir. RL C Rc

DENEY-3 AKIM VE GERİLİM BÖLME KIRCHOFF AKIM VE GERİLİM KANUNLARININ İNCELENMESİ

ANALOG ELEKTRONİK - II. Opampla gerçekleştirilen bir türev alıcı (differantiator) çalışmasını ve özellikleri incelenecektir.

DENEY 3. Maksimum Güç Transferi

ELEKTRİK DEVRELERİ-2 LABORATUVARI IV. DENEY FÖYÜ

Direnç(330Ω), bobin(1mh), sığa(100nf), fonksiyon generatör, multimetre, breadboard, osiloskop. Teorik Bilgi

EEM220 Temel Yarıiletken Elemanlar Çözümlü Örnek Sorular

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ ELEKTRONİK LAB 1 DERSİ ORTAK EMETÖRLÜ YÜKSELTEÇ DENEYİ

Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Elektronik Laboratuvarı I İŞLEMSEL YÜKSELTECİN TEMEL ÖZELLİKLERİ VE UYGULAMALARI

F AKIM DEVRELER A. DEVRE ELEMANLARI VE TEMEL DEVRELER

1.1.1 E R. Şekil 1.1 Dirençli AC Devresi BÖLÜM I REZONANS DEVRELERİ 1.1 GİRİŞ

Temel Devre Elemanlarının Alternatif Gerilim Etkisi Altındaki Davranışları

1. RC Devresi Bir RC devresinde zaman sabiti, eşdeğer kapasitörün uçlarındaki Thevenin direnci ve eşdeğer kapasitörün çarpımıdır.

Şekil 1: Zener diyot sembol ve görünüşleri. Zener akımı. Gerilim Regülasyonu. bölgesi. Şekil 2: Zener diyotun akım-gerilim karakteristiği

T.C. DÜZCE ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BMT103 ELEKTRİK DEVRE TEMELLERİ DERSİ LABORATUVARI DENEY NO: 7

OHM KANUNU DĠRENÇLERĠN BAĞLANMASI

Transkript:

Bölüm 3 AC Devreler DENEY 3-1 AC RC Devresi DENEYİN AMACI 1. AC devrede, seri RC ağının karakteristiklerini anlamak. 2. Kapasitif reaktans, empedans ve faz açısı kavramlarını anlamak. GENEL BİLGİLER Saf bir dirence ac gerilim uygulandığında, akım uygulanan gerilimle aynı fazda olur. Bu yüzden direnç faz açısına sahip değildir ve basitçe R 0 0 şeklinde yazılır. Saf bir kondansatöre ac gerilim uygulandığında ise, akım gerilimden 90 o ileride olur. Bu yüzden kondansatör bir faz açısına sahiptir. Kondansatörün alternatif akım akışına karşı gösterdiği zorluğa kapasitif reaktans denir ve X C -90 0 ya da -jx C olarak yazılır. X C nin genliği X C =1/2πfC=1/wC dir. AC kaynak gerilimi ile beslenen bir seri RC devresi, Şekil 3-1-1'de gösterilmiştir. Bu devrenin empedansı şu şekilde ifade edilir: Z T = Z1 + Z2 = R 0 0 + X C -90 0 Devredeki akım, I = E / Z T (akım, gerilimden ileridedir) R'nin üzerindeki gerilim, E R = I R 3-1

C üzerindeki gerilim, E C = I X C Kirchoff un gerilim yasasına göre, ΣV=E-V R -V C =0 yada E= V R +V C Şekil 3-1-1 Seri RC devresi Şekil 3-1-2 Bağlantı diyagramı (KL-24002 blok e) KULLANILACAK ELEMANLAR 1. KL-22001 Temel Elektrik Devreleri Deney Düzeneği 2. KL-24002 Temel Elektrik Deney Modülü 3. Multimetre DENEYİN YAPILIŞI 1. KL-24002 modülünü, KL-22001 Temel Elektrik Devreleri Deney Düzeneğinin üzerine koyun ve e bloğunun konumunu belirleyin. 2. KL-22001 deki AC Kaynaktan E A 'ya, 9VAC gerilim uygulayın. E A 'yı ölçün ve kaydedin. E A = V 3-2

3. Aşağıdaki değerleri hesaplayın ve kaydedin. (R8=1KΩ, C2=4.7µF) C2 nin reaktansı X C = Ω Toplam empedans Z T = Ω Devredeki akım I = ma R8 deki gerilim E R = V C2 deki gerilim E C = V Harcanan güç P = mw 4. AC voltmetre kullanarak, E R ve E C değerlerini ölçün ve kaydedin. R8 deki gerilim E R = V C2 deki gerilim E C = V Ölçülen değerler, 3. adımda hesaplanan değerlere eşit midir? 5. E A = E R + E C denklemini kullanarak, devreye uygulanan gerilimi hesaplayın. E A = V Hesaplanan değer, 2. adımda ölçülen değere eşit midir? Değilse, nedenini açıklayın. 6. Ölçülen E R ve E C değerlerini kullanarak, I akımını hesaplayın ve kaydedin. I = ma Bu akım değeri, 3. adımda hesaplanan akım değerine eşit midir? 7. R, X C, ve Z T değerlerini kullanarak, aşağıdaki alana bir vektör diyagramı çizin. 3-3

SONUÇLAR Bu deneyde, X C, Z T ve θ faz açısı değerleri hesaplanmıştır. Bu X C, Z T ve θ değerleri sırasıyla, X C =1/(2πfC), burada f=50hz, T 2 2 C Z = R + X, ve θ = tan -1 (X C /R) denklemleriyle hesaplanabilir. 3-4

DENEY 3-2 AC RL Devresi DENEYİN AMACI 1. AC devrede, seri RL ağının karakteristiklerini anlamak. 2. Endüktif reaktans, empedans ve faz açısı kavramlarını anlamak. GENEL BİLGİLER Saf bir endüktansa ac gerilim uygulandığında, akım gerilimden 90 0 geride olur. Bu yüzden endüktans bir faz açısına sahiptir. Endüktansın aletrnatif akım akışına karşı gösterdiği zorluğa endüktif reaktans denir ve X L 90 0 ya da -jx L olarak yazılır. X L nin genliği, X L =2πfL=wL dir. AC kaynak gerilimi ile beslenen seri RL devresi, Şekil 3-2-1'de gösterilmiştir. Bu devrenin empedansı aşağıdaki gibi ifade edilebilir: Z T = Z1 + Z2 = R 0 0 + X L -90 0 Devredeki akım, I = E / Z T (akım, gerilimin gerisindedir) R'nin üzerindeki gerilim, V R = I R L'nin üzerindeki gerilim, V L = I X L Kirchoff un gerilim yasasına göre, ΣV=E-V R -V L =0 yada E= V R +V L 3-5

Şekil 3-2-1 Seri RL devresi Şekil 3-2-2 Bağlantı diyagramı (KL-24002 blok f) KULLANILACAK ELEMANLAR 1. KL-22001 Temel Elektrik Devreleri Deney Düzeneği 2. KL-24002 Temel Elektrik Deney Modülü 3. Multimetre DENEYİN YAPILIŞI 1. KL-24002 modülünü, KL-22001 Temel Elektrik Devreleri Deney Düzeneğinin üzerine koyun ve f bloğunun konumunu belirleyin. 2. Şekil 3-2-1'deki devre ve Şekil 3-2-2'deki bağlantı diyagramı yardımıyla gerekli bağlantıları yapın. L1 konumuna, 0.5H lik endüktans yerleştirin. KL-22001 deki AC Kaynaktan E A 'ya, 9VAC gerilim uygulayın. E A 'yı ölçün ve kaydedin. E A = V 3. Aşağıdaki değerleri hesaplayın ve kaydedin. (L1=0.5H, R9=1KΩ) L1 in reaktansı X L = Ω Toplam empedans Z T = Ω Devredeki akım I = ma R9 daki gerilim E R = V L1 deki gerilim E L = V Kalite faktörü Q = X L /R = Faz açısı θ = Harcanan güç P = mw 3-6

4. AC voltmetre kullanarak, ER ve E C değerlerini ölçün ve kaydedin. R9 daki gerilim E R = V L1 deki gerilim E L = V Ölçülen değerler, 3. adımda hesaplanan değerlere eşit midir? 5. E A = E R + E L denklemini kullanarak, devreye uygulanan gerilimi hesaplayın. E A = V Hesaplanan değer, 2. adımda ölülen değere eşit midir? Değilse, nedenini açıklayın. 6. R, X L, ve Z T değerlerini kullanarak, aşağıdaki alana bir vektör diyagramı çizin. SONUÇLAR Bu deneyde, seri RL devresi incelenmiştir. Bir endüktansın endüktif reaktansı, frekansla orantılıdır. X L sonucu, 60Hz lik frekans için geçerlidir. RL devresinin, Q kalite faktörü X L nin R ye oranıdır. Yani, Q= X L /R. 3-7

DENEY 3-3 AC RLC Devresi DENEYİN AMACI 1. AC devrede, RLC ağının karakteristiklerini anlamak. 2. RLC devresinin rezonans frekansını ölçmek. GENEL BİLGİLER Şekil 3-3-1'de, ac güç kaynağıyla beslenen bir seri-paralel RLC devresi gösterilmiştir. Daha önce ifade edildiği gibi, kapasitif reaktans X C ve endüktif reaktans X L, frekansla değişir. Bu nedenle, L2 ve C3'ten oluşan paralel devrenin net empedansı da frekansla değişecektir. fr rezonans frekansı olarak ifade edilen bir frekans değerinde, X L ile X C eşit olur ve paralel devre rezonansta çalışır. Rezonans frekansı, fr=1/(2π LC ) denklemi ile ifade edilir. Şekil 3-3-1 Seri-paralel RLC devresi Şekil 3-3-2 Bağlantı diyagramı (KL-24002 blok h) KULLANILACAK ELEMANLAR 1. KL-22001 Temel Elektrik Devreleri Deney Düzeneği 2. KL-24002 Temel Elektrik Deney Modülü 3. Osiloskop 3-8

DENEYİN YAPILIŞI 1. KL-24002 modülünü, KL-22001 Temel Elektrik Devreleri Deney Düzeneğinin üzerine koyun ve h bloğunun konumunu belirleyin. 2. Şekil 3-3-1'deki devre ve Şekil 3-3-2'deki bağlantı diyagramı yardımıyla gerekli bağlantıları yapın. L2 konumuna, 0.1H lik endüktans yerleştirin. 3. Fonksiyon Üretecinin Fonksiyon seçicisini, sinüzoidal dalga konumuna getirin. Osiloskobu, fonksiyon üretecinin çıkışına bağlayın. 1KHz, 5Vp-p lik bir çıkış elde etmek için, Genlik ve Frekans kontrol düğmelerini ayarlayın ve bu çıkışı devre girişine bağlayın (I/P). 4. Osiloskop kullanarak, L2, C3 ve R12 üzerindeki gerilimleri ölçün ve kaydedin. V L = Vp-p V C = Vp-p V R = Vp-p 5. fr = 1/(2π LC ) denklemini kullanarak, devrenin rezonans frekansını hesaplayın ve kaydedin. (L2=0.1H, C3=0.01µF) fr = Hz 6. Maksimum V AB değerini elde etmek için, Fonksiyon üretecinin çıkış frekansını değiştirin. Osiloskop kullanarak, giriş frekansını ölçün ve kaydedin. f = Hz f frekans değeri ile, 5. adımda hesaplanan fr rezonans frekans değeri aynı mıdır? 3-9

SONUÇLAR Bu deneyde, rezonans frekansı ve devre elemanlarının gerilimleri ölçülmüştür. Rezonans frekansı yaklaşık 5KHz dir ve maksimum çıkış bu frekansta görülmektedir. 3-10

DENEY 3-4 Seri Rezonans Devresi DENEYİN AMACI 1. Seri-rezonans devrenin karakteristik parametrelerini ölçmek. 2. Seri-rezonans devrenin rezonans eğrisini elde etmek. GENEL BİLGİLER Şekil 3-4-1'deki seri RLC devresi ele alınırsa, devrenin toplam empedansı aşağıdaki gibi ifade edilebilir, Z T = R + j(x L - X C ) Bir fr frekans değerinde, reaktif terim sıfıra eşit olur ve empedans tamamen dirençsel olur. Bu durum seri rezonans ve fr, seri-rezonans frekansı olarak bilinir. fr, reaktif terim sıfıra eşitlenerek, devre parametrelerine göre şu şekilde ifade edilebilir: X L - X C = 0, X L = X C 2πfL = 1/(2πfC) f = fr = 1/(2π LC ) fr frekansında, devre minimum empedansa (Z T =R) sahip olacağı için, akım maksimumdur ve gerilimle aynı fazdadır. I = Ir = E 0 0 / R 0 0 = (E/R) 0 0 Ir akımı, uygulanan E gerilimiyle aynı fazdadır. L ve C üzerindeki gerilimler aşağıdaki gibi ifade edilebilir: V L = I X L 90 0, V C = I X C -90 0 3-11

Böylece, V L ve V C 'nin genlik olarak eşit, ancak zıt polariteli olduğu görülmektedir. Şekil 3-4-1 Seri RLC devresi Şekil 3-4-2 Bağlantı diyagramı (KL-24002 blok i) KULLANILACAK ELEMANLAR 1. KL-22001 Temel Elektrik Devreleri Deney Düzeneği 2. KL-24002 Temel Elektrik Deney Modülü 3. Osiloskop 4. Dijital Multimetre DENEYİN YAPILIŞI 1. KL-24002 modülünü, KL-22001 Temel Elektrik Devreleri Deney Düzeneğinin üzerine koyun ve i bloğunun konumunu belirleyin. Şekil 3-4-1'deki devre ve Şekil 3-4-2'deki bağlantı diyagramı yardımıyla gerekli bağlantıları yapın. 2. Fonksiyon Üretecinin, Aralık seçicisini 10KHz konumuna, fonksiyon seçicisini sinüzoidal dalga konumuna getirin. Dijital AC voltmetre yardımıyla, çıkış genliğini 5V a ayarlayın ve okunan değeri E in olarak kaydedin. E in = V AC 3-12

3. Ein'i, devrenin Vs ucuna bağlayın. Frekans kontrol düğmesini çevirirken, R13 üzerindeki gerilimi ölçün ve maksimum gerilim değerini kaydedin. E R13 = V AC Seri-rezonans devresi, rezonans frekansında çalışıyor mu? 4. Osiloskop kullanarak, Fonksiyon Üretecinin çıkış frekansını ölçün ve sonucu, fr rezonans frekansı olarak kaydedin. fr= Hz 5. L3 (10mH) ve C3 (0.1µF) değerlerini kullanarak, fr rezonans frekansını hesaplayın ve kaydedin. fr= Hz Ölçülen ve hesaplanan fr değerleri aynı mıdır? 6. Frekans kontrol düğmesini once tamamen saat dönüş yönünün tersine çevirin ve daha sonra saat yönünde çevirirken, AC voltmetre yardımıyla L3'ün gerilimini ölçün ve maksimum gerilim değerini kaydedin. E L = V AC E L değeri, 2. adımdaki Ein değerinden büyük müdür? 4. adımı tekrarlayın ve bu iki frekans değerini karşılaştırın. 7. Frekans kontrol düğmesini once tamamen saat dönüş yönünün tersine çevirin ve daha sonra saat yönünde çevirirken, AC voltmetre yardımıyla C4'ün gerilimini ölçün ve maksimum gerilim değerini kaydedin. E C = V AC E C değeri, 6. adımdaki E L değerine eşit midir? 4. adımı tekrarlayın ve bu iki frekans değerini karşılaştırın. 3-13

8. Şekil 3-4-1'deki A ve B uçlarına, AC voltmetre bağlayın. Frekans kontrol düğmesini sağa doğru çevirirken, L3-C4 üzerindeki gerilimi ölçün ve minimum gerilim değerini kaydedin. E = V AC Bu, E L ve E C 'nin eşit genlikli fakat zıt polariteli olduğu anlamına mı gelir? 4. adımı tekrarlayın ve bu iki frekans değerini karşılaştırın. 9. Q=E L /Ein denklemini kullanarak, seri-rezonans devresinin Q değerini hesaplayın. Q= 10. X L = 2πfL denklemi ve 5. adımdaki fr değerini kullanarak, L3'ün empedansını hesaplayın ve kaydedin. X L = Ω X C =1/(2πfC) denklemini ve 5. adımdaki fr değerini kullanarak, C4 ün empedansı hesaplayın. X C = Ω X L ve X C eşit midir? 11. BW = fr/q denklemini kullanarak, devrenin band genişliğini hesaplayın ve kaydedin. BW = Hz Üst yarı-güç frekansı f2 = fr + 1/2 BW = Hz Alt yarı-güç frekansı f1 = fr - 1/2 BW = Hz 12. L3 uçlarına voltmetre bağlayın. Fonksiyon Üretecinin Frekans kontrol düğmesini, L3 üzerinde maksimum gerilim elde edecek şekilde ayarlayın ve sonucu kaydedin. E L = V AC 13. Yarı-güç (-3dB) frekanslarındaki E L gerilimini belirlemek için, E L yi 0.707 ile çarpın. E L 0.707 = V AC 3-14

14. Fonksiyon Üretecinin Frekans kontrol düğmesini, yarı-güç gerilimi E L elde edilene kadar, yavaşça sola doğru çevirin. Osiloskop kullanarak, alt yarı-güç (-3dB) frekansını ölçün ve kaydedin. f1 = Hz 15. Fonksiyon Üretecinin Frekans kontrol düğmesini, diğer yarı-güç gerilimi E L elde edilene kadar, yavaşça sağa doğru çevirin. Osiloskop kullanarak, üst yarı-güç (-3dB) frekansını ölçün ve kaydedin. f2 = Hz Ölçülen frekansları, 11. adımda hesaplana f1 ve f2 değerleriyle karşılaştırın. Bu frekans değerler aynı mıdır? 16. Tablo 3-4-1'de belirtilen frekanslar için, R13 üzerindeki gerilimi ölçün ve tabloyu tamamlayın. f (KHz) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 E R (V AC ) Tablo 3-4-1 17. Tablo 3-4-1'de kaydedilen E R ve f değerlerini, Şekil 3-4-3'teki grafiğe işaretleyin ve bu noktalardan geçen düzgün bir eğri çizin. Bu eğri, seri-rezonans devresinin rezonans eğrisi olur. Şekil 3-4-3 Ölçülen rezonans eğrisi 3-15

SONUÇLAR Bu deneyde, seri-rezonans devresinin karakteristik parametreleri ölçülmüş ve rezonans eğrisi elde edilmiştir. fr frekansında fonksiyon üretecinin çıkış gerilimi ölçüldüğünde, gerilim, ac voltmetrenin iç direncine paralel bağlı minimum değerli R yükünden dolayı azalmıştır. Bu durum, yükleme etkisi olarak bilinir. 5. adımda hesaplanan fr değeri, yaklaşık 5032.92 Hz dir. Bu değer, cihazlarda ve devre elemanlarında var olan yapısal hatalardan dolayı, ölçülen değerden biraz farklı olabilir. Rezonansta akım maksimum olduğu için, seri rezonans devresinde harcanan güç de maksimumdur. fr nin her iki tarafında, harcanan gücün, rezonanstaki gücün yarısına eşit olduğu iki frekans değeri olacaktır. Bu frekanslar, alt (f1) ve üst (f2) yarı-güç frekansları olarak tanımlanır. f1 ile f2 arasındaki frekans aralığı, seri-rezonans devresinin band genişliği (BW) olarak adlandırılır. Yani BW=f2-f1. Bu iki frekansta, akım I = 0.707Ir dir. X L /R büyüklüğü, rezonanstaki devrenin kalite faktörü (Q) olarak ifade edilir. Yani, Q=X L /R=(Ir X L )/(Ir R)= E L /Ein ve BW=fr/Q. 3-16

DENEY 3-5 Paralel Rezonans Devresi DENEYİN AMACI 1. Paralel-rezonans devresinin karakteristik parametrelerini ölçmek. 2. Paralel-rezonans devrenin rezonans eğrisini elde etmek. GENEL BİLGİLER Şekil 3-5-1'deki paralel RLC devresi, Deney 3-4'te ele alınan seri-rezonans devresi ile benzerdir. fr rezonans frekansında, reaktif terim sıfıra eşit olur ve empedans tamamen dirençsel olur. Bu devrenin toplam admitansı aşağıdaki gibi ifade edilebilir: Yo = 1/(-jX C ) + 1/ (R+jX L ) Denklem sadeleştirilip düzenlendiğinde, rezonanstaki Yo Yo = R/ (R 2 + X L 2 ) Rezonansta toplam empedans tamamen dirençseldir. Yani, Ro = R/ (R 2 + X L 2 ) fr frekansı, reaktif terim sıfıra eşitlenerek, devre parametrelerine göre şu şekilde ifade edilebilir: X C X L = R 2 + X L 2 X L 2 = X C X L - R 2 X C X L = (1/ωC) ωl = L/C olduğu için 3-17

2 Xc X L = - R 2 R X L = L C 2 R 1 X L =2πfrL fr= XL= 2π L 1 2π L L 2 = C R 1 2π L L 2 ( R )(C/L) C C/L 1 fr = 2π L C/L 2 R C 1 L = 2π 1 LC 2 R C 1 L Paralel-rezonans frekansının, R direncine de (Şekil 3-5-1 deki R14) bağlı olduğuna dikkat edin. Şekil 3-5-1 Paralel RLC devresi Şekil 3-5-2 Bağlantı diyagramı (KL-24002 blok j) KULLANILACAK ELEMANLAR 1. KL-22001 Temel Elektrik Devreleri Deney Düzeneği 2. KL-24002 Temel Elektrik Deney Modülü 3. Osiloskop 4. Dijital Multimetre 3-18

DENEYİN YAPILIŞI 1. KL-24002 modülünü, KL-22001 Temel Elektrik Devreleri Deney Düzeneğinin üzerine koyun ve j bloğunun konumunu belirleyin. 2. Şekil 3-5-1'deki devre ve Şekil 3-5-2'deki bağlantı diyagramı yardımıyla gerekli bağlantıları yapın. 3. Devredeki değerleri kullanarak rezonans frekansını hesaplayın (L4=0.1H, R14=10Ω, C5=0.1µF). fr= Hz 4. KL-22001 deki Fonksiyon Üretecinin Aralık seçicisini 10KHz, Fonksiyon seçicisini sinüzoidal sinyal konumuna getirin. Dijital AC voltmetre kullanarak, çıkış genliği 5V olacak şekilde Genlik kontrolünü ayarlayın. R15 in uçlarına, dijital AC voltmetre bağlayın. Voltmetreden, minimum gerilim değeri okunacak şekilde, frekans kontrol düğmesini ayarlayın. Osiloskop kullanarak, fonksiyon üretecinin çıkış frekansını ölçün ve sonucu fr olarak kaydedin. fr= Hz Ölçülen ve hesaplana fr değerleri aynı mıdır? 5. R14 ve R15 üzerindeki gerilimleri ölçün. Hangisinin gerilimi daha yüksektir? 6. Devreye, R14 ü kısa devre edecek şekilde klips yerleştirin. R15 üzerindeki gerilimi ölçün ve kaydedin. E R15 = V AC Bu E R15 değerini, 5. adımdaki değer ile karşılaştırın ve yorumlarınızı yazın. 3-19

7. Klipsi devreden kaldırın. Tablo 3-5-1'de belirtilen frekanslar için, R15 üzerindeki gerilimi ölçün ve tabloyu tamamlayın. f (KHz) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 E R15 (V AC ) Tablo 3-5-1 8. Tablo 3-5-1'de kaydedilen E R15 ve f değerlerini, Şekil 3-5-3'teki grafiğe işaretleyin ve bu noktalardan geçen düzgün bir eğri çizin. Bu eğri, paralel-rezonans devresinin rezonans eğrisi olur. Şekil 3-5-3 Ölçülen rezonans eğrisi SONUÇLAR Bu deneyde, paralel-rezonans devresinin karakteristik parametreleri ölçülmüş ve rezonans eğrisi elde edilmiştir. Rezonans frekansında, empedans maksimum olduğu için akım minimumdur. Bu yüzden, rezonansta R15 üzerindeki gerilim de minimumdur. Şekil 3-4-3 ve 3-5-3 ten, paralel-rezonans devresinin rezonans eğrisinin, serirezonans devresininkinin tam tersi olduğu sonucuna varılabilir. 3-20

DENEY 3-6 AC Devrede Güç DENEYİN AMACI 1. AC bir devrede harcanan gücü ölçmek. 2. AC gücün karakteristiğini öğrenmek. GENEL BİLGİLER Deney 2-4 te anlatıldığı gibi, dc bir devredeki elektriksel güç P=EI formülüyle hesaplanır. Bu, saf dirençli bir ac devre için de geçerlidir. Bir dirence ac gerilim uygulandığında, dirençten akan akımdaki anlık değişimler, gerilimdeki anlık değişimleri aynen takip eder. Buna, akımın gerilimle aynı fazda olması denir. Şekil 3-6-1 Akım, gerilimden θ kadar geridedir Yük, endüktans yada kondansatör gibi, reaktif elemanlar içerdiğinde, akım gerilimle aynı fazda olmayabilir. Şekil 3-6-1 e bakın. I akımı, E geriliminden θ faz açısı kadar geridedir. Anlık güç, anlık akım ve gerilim değerlerinin çarpımı olduğu için, anlık güç eğrisi, eğimli çizgilerle gösterilen bölge gibi çizilebilir. Yük, anlık güç pozitif yöndeyken enerji çeker ve anlık güç negatif yöndeyken enerjiyi geri verir. Şekil 3-6-1(b) de, I akımı ile E gerilimi arasında bir θ faz açısı vardır ve güç P=EIcosθ dır. Akım gerilimle aynı fazdayken (θ=0), güç P=EI olur. 3-21

KULLANILACAK ELEMANLAR 1. KL-22001 Temel Elektrik Devreleri Deney Düzeneği 2. KL-24002 Temel Elektrik Deney Modülü 3. Multimetre DENEYİN YAPILIŞI 1. KL-24002 modülünü, KL-22001 Temel Elektrik Devreleri Deney Düzeneğinin üzerine koyun ve a bloğunun konumunu belirleyin. 2. R1 direncini ölçün ve kaydedin. R1= Ω 3. Şekil 3-6-2'deki devre ve Şekil 3-6-3'teki bağlantı diyagramı yardımıyla gerekli bağlantıları yapın. E in girişine, 9V AC gerilim uygulayın. E in değerini ölçün ve kaydedin. E in = V. Şekil 3-6-2 Şekil 3-6-3 Bağlantı diyagramı (KL-24002 blok a) 4. Akım değerini ölçün ve kaydedin. I = ma 5. P=EIcosθ denklemini kullanarak, devrede harcanan gücü hesapayın. P= W 3-22

6. P = E 2 / R denklemini kullanarak, R1 (1KΩ) direncinde harcanan gücü hesaplayın ve kaydedin. P= W 7. P=I 2 R denklemini kullanarak, R1 (1KΩ) direncinde harcanan gücü hesaplayın ve kaydedin. P= W 8. Bütün güç değerleri aynı mıdır? 9. Gücü kapatın. Sıcaklığını hissetmek için, R1 in gövdesine dokunun. Elektriksel güç neye dönüşmüştür? SONUÇLAR Bu deneyde, bir dirençte harcanan güç hesaplanmış ve ölçülmüştür. Bu, dc bir devredeki güç ölçümü ve hesabı ile benzerdir, çünkü yük saf bir dirençtir ve akım gerilimle aynı fazdadır. 3-23