ELE 201 DEVRE ANALİZİ I ARA SINAV 1 11 Ekim 2011, Salı, 1230-1420 SOYADI: ADI: ÖĞRENCĠ #: ĠMZA: AÇIKLAMALAR Bu sınav toplam 17 sayfadan oluģmaktadır. Lütfen, bütün sayfaların elinizde olduğunu kontrol ediniz. Adınızı tüm sayfalara ve fazladan vereceğiniz her sayfaya yazın. Bütün sınav soruları çözmek için toplam 110 dakika süreniz var. Çözümlerinizi alakalı sorunun sayfasında yazınız, gerekirse sayfanın arkasında devam ediniz. Okunaklı bir el yazısıyla çözümlerinizi vermeniz sizin sorumluluğunuzdur. El yazısı anlaģılamayan cevaplardan puan kırılacaktır. Sadece sayısal olarak doğru cevaplar için puan verilmeyecektir. O cevaba varmak için kullanılan bütün adımlar ve hesaplar açık bir biçimde yazılmalıdır. Tutarsız cevaplardan puan kırılacaktır. Bulduğunuz sonuçların birimlerini yazmayı unutmayınız. BaĢka bir öğrenciden yardım almak, yardım etmek, veya kopya çekmek kesinlikle yasaktır. Eğer bu tür etik dıģı durumlar gözetmen tarafından tespit edilirse, söz konusu öğrencinin sınav derhal toplanıp, sınav puanı sıfır olacaktır. Hesap makinesi kullanabilirsiniz. Onun dıģında herhangi bir kitap veya not kağıdı kullanılamaz. BaĢarılar dilerim. 1. / 15 2. / 25 3. / 20 4. / 20 5. / 10 6. / 10 Toplam: / 100 1
1. [15 puan] a) [3 puan] Akım bölücü devre ilkesiyle, 15 luk direncin akımını (i 1 ) i bulunuz. Cevap: i 1 = b) [3 puan] Gerilim bölücü devre ilkesiyle, 15 luk direncin gerilimini (v 1 ) ı hesaplayınız. Cevap: v 1 = c) [3 puan] 15 luk direncin tükettiği gücü hesaplayınız. Cevap: p 15 = 2
d) [3 puan] ġimdi diyelim ki gerilim kaynağın değeri 10 V olmak yerine aģağıda çizilen fonksiyon V s (t) olsun. Zaman 0 < t < 10 s için gerilim kaynağının ürettiği gücü hesaplayınız. Cevabınızı çizim olarak DEĞĠL, matematiksel fonksiyon olarak ifade ediniz. Cevap: p Vs = e) [3 puan] Zaman t = 2 s, t = 5 s, ve t = 10 s için gerilim kaynağının enerjisini hesaplayınız. Cevap: Enerji @ t = 2s : Enerji @ t = 5s : Enerji @ t = 10s : 3
2. [25 puan] a) [5 puan] ÜstdüĢüm ilkesini kullanarak a-b uçlarından ölçülen açık devre gerilimini hesaplayınız. Cevap: v oc = 4
b) [5 puan] Kısa devre akımını hesaplayınız. Cevap: i sc = c) [2 puan] Thevenin direncini açık devre gerilimini ve kısa devre akımını kullanarak hesaplayınız. Cevap: R TH = 5
d) [5 puan] Test kaynak yöntemiyle Thevenin direncini hesaplayınız. Cevabınız (c) deki cevabınız ile aynı olmalı. Cevap: R TH = 6
e) [3 puan] Thevenin ve Norton eģdeğer devrelerini çiziniz. f) [3 puan] Maksimum güç aktarım için R L ne olmalı? Cevap: R L = g) [2 puan] Aktarılabilecek maksimum güç nedir? Cevap: p max = 7
3. [20 puan] Bu soru Ödev 3, Problem 5 tır. (Ben sözümü tuttum, Ģimdi hatasız çözünüz ) a) [10 puan] Kaynak dönüģümleri kullanarak yukarıdaki devrede akım i 0 ı bulunuz. (Uyguladığınız dönüşümleri açıkça çizip göstermeyi unutmayınız. Daha yer lazım ise bu sayfanın arka tarafında devam edin, akım için elde ettiğiniz sonucu aşağıdaki cevap kutusuna yazınız.) Cevap: i 0 = 8
b) [10 puan] Hesabınızı çevre akım yöntemini uygulayarak doğrulayınız. Cevap: i 0 = 9
4. [20 puan] a) [2 puan] Bu devrenin akımı bilinmeyen kol sayısı (b) nedir? Cevap: b = b) [2 puan] Kaç tane temel düğüm (n) mevcut? Cevap: n = c) [2 puan] Kaç tane çevre mevcut? Cevap: Çevre # = d) [2 puan] Düğüm gerilim yöntemiyle kaç tane denklem çözmemiz gerekir? Cevap: Denk. # = e) [2 puan] Çevre akım yöntemiyle kaç tane denklem çözmemiz gerekir? Cevap: Denk. # = 10
f) [5 puan] Düğüm gerilim yöntemiyle v 1 ve v 2 yi bulunuz. Cevap: v1= v2 = 11
g) [5 puan] Devredeki her öğenin ürettiği veya tükettiği gücü hesaplayın. Devrede üretilen gücün tüketilen gücüyle aynı olduğunu gösteriniz. (İşaretlere dikkat ediniz.) Cevap: P 25 = P 5 = P 10 = P 70 = P 180V = Üretilen güç = Tüketilen güç = 12
5. [10 puan] AĢağıdaki devre üç direnç ve bir gerilim kaynağından oluģup, sağda gösterilen Ģekildeki gibi terminal özelliklerine (v-i iliģkisine) sahiptir. a) [3 puan] v-i iliģkisini kullanarak, devrenin Thevenin eģdeğer devresindeki parametreleri hesaplayın. Cevap: V TH = R TH = b) [3 puan] ġekildeki v-i iliģkisini sağlayan V s ve R değerlerini hesaplayın. Cevap: V s = R = 13
c) [4 puan] ġimdi devreyi aģağıda gösterildiği gibi bir akım kaynağına ve dirence bağlayalım. Terminal gerilimi v yi hesaplayınız. Cevap: v = 14
6. [10 puan] a) [2 puan] Bu soru Ödev 2, Problem 2c dır. Seri ve paralel bağlantıları birleģtirerek eģdeğer direnci bulunuz. Cevap: R eq = 15
b) [3 puan] Bu soruların cevabı Odev 3 Problem 4 ün çözümlerinde verilmişti. AĢağıdaki devrede: i. Kaç tane süperdüğüm mevcut? Cevap: ii. Kaç tane superçevre mevcut? Cevap: iii. Çözmek için düğüm gerilim yöntemini mı kullanırdınız yoksa çevre akım yöntemini mi? Sebebinizi açıklayın (açıklaması olmayan cevaplara puan verilmeyecektir.) 16
c) [5 puan] Bu soru Ödev 2, Problem 5 tır. (Yeter ama bu kadar torpil de fazla!!! ) AĢağıdaki gerilim bölücü devrede v 0 ın yüksüz değeri 4 V tır. Yük direnci R L a ve b uçlarına bağlanınca, v 0 ın değeri 2 V a düģmektedir. Bu durumda R L nin değeri nedir? Cevap: R L = 17