DENEY NO: 4 THÉENİN, NORTON, MAKSİMUM GÜÇ TEOREMİ ve DERE PARAMETRELERİ Mlzeme ve Cihz Litei:. 330 direnç det. k direnç 3 det 3.. k direnç det 4. 3.3 k direnç det 5. 5.6 k direnç det 6. 0 k direnç det 7. k direnç det 8. 8 k direnç det 9. 33 k direnç det 0.Bredord.Dijitl Multimetre.Deney Seti ACT- vey CADET - 3.Pen, keki, montj klou, krokodil Deneyin Amcı: Devre nlizinin önemli konulrındn oln Thévenin, Norton ve Mkimum Güç Teoremlerinin öğrenci trfındn dh iyi nlşılmını ğlmktır ve -kpılı direnç devrelerine ilişkin kı-devre prmetrelerini, DC şrtlrd deneyel yoldn ulmktır. Genel Bilgiler: Bir devredeki diğer elemnlr itken özel genellikle yük olrk dlndırıln ir elemnın değişken olduğu durumlr uygulmlrd ıkılıkl krşımız çıkmktdır. Örneğin evlerimizdeki prizlere değişken yük oluşturck frklı cihzlr ğlnilir ve u durumd her değişiklikte oluşck frklılık devreyi en ştn nliz etmemize neden olilir. Bu prolemden kçınmk için Thévenin Teoremi devrenin it oln kımının eşdeğer devre ile değiştirildiği ir teknik unmktdır. Thévenin Teoremine göre Şekil. dki devre Şekil. deki devre ile değiştirileilmektedir. Lineer iki kpılı devre - Yük R Th Th - Yük Şekil Lineer iki kpılı ir devre ile onun Thévenin eşdeğerinin değiştirilmei orijinl devre Thevenin eşdeğer devrei
Thévenin Teoremi: İki kpılı lineer ir devre, ir gerilim kynğı Th ile un eri ir R Th direncinden oluşn eşdeğer devre ile yer değiştirileileceğini öylemektedir. Th iki nokt rındki çık devre gerilimidir. R Th ğımız kynklr öndürüldüğünde giriş vey eşdeğer dirençtir. Lineer iki kpılı devre Th = o o - Tüm ğımız kynklrı ıfır yrlnmış oln lineer devre R in Şekil R Th = R in Norton Teoremi: İki kpılı lineer ir devre N kım kynğı ve on prlel R N direncinden oluşn eşdeğer devre ile yer değiştirileileceğini öylemektedir. N terminller rındn geçen kı devre kımıdır. R N ğımız kynklr öndürüldüğünde giriş vey eşdeğer dirençtir. Lineer iki kpılı devre N R N Şekil 3 Orijinl Devre Norton Eşdeğer Devrei R N ile R th ynı yol ile ulunmktdır. Kynk dönüşümünden ilindiği gii R Th ile R N in eşit olduğu görülmektedir. Lineer iki kpılı devre Şekil 4 Norton kımının ulmı i c = N Norton eşdeğer devreindeki i N kım kynğı, Şekil 3 de göterilen - kı devreinden geçen kım eşittir. Thévenin ve Norton eşdeğer devreleri kynk dönüşümü ile ilişkilidir.
3 R Th Th N R Th Şekil 5 Thévenin eşdeğer devrei Norton eşdeğer devrei Thévenin ve Norton eşdeğer devrelerinin ulunmı için gerekenler; ve uçlrı rındki çık devre gerilimi oc ve uçlrı rındki kı devre kımı i c Bütün ğımız kynklr kptıldığınd giriş vey eşdeğer direnç R in Mkimum Güç Trnferine göre yük direnci R L Thévenin direncine R Th eşit olduğund yüke mkimum güç ktrılmktdır. Devre Prmetreleri Hkkınd Genel Bilgiler: Lineer irçok-kpılının kpı kım ve gerilimleri rındki ğıntılrl tnımlnilmei için kpı yıı kdr lineer denklem gerekmektedir. En it çok-kpılı oln -kpılı devrelerin tnımlnilmei için de dört değişken cininden eşitliğin verilmei gerekir. İki değişkenin diğer ikiince elirlendiği u eşitlikler -kpılılrın devre prmetrelerini elirler. Devrede ğımız kynklrın olmdığı ve dinmik devrelerin de ilk-koşullrının ıfır olduğu vryılmktdır. Şekil 5'te genel ir -kpılı devrenin -düzlemindeki emolü verilmiştir. Giriş Kpıı İki kpılı H - - Şekil 6 Genel ir -kpılı devre Çıkış Kpıı -kpılı devreler çeşitli devre prmetreleri ile tnımlnilir. Bunlrdn şlıclrı şğıd mtriel olrk verilmiştir.
4. z-prmetreleri çık-devre prmetreleri. y-prmetreleri kı-devre prmetreleri 3. h-prmetreleri hirid prmetreleri 4. g-prmetreleri ter hirid prmetreleri 5. ABCD-prmetreleri zincir prmetreleri Bu deneyde incelenen devrelerin, ölçme yolu ile y-prmetreleri ulunck ve doğrudn devrenin nlizinden yrrlnılrk, hep yolu ile ulunn değerlerle krşılştırılcktır. Bu nedenle, şğıd dece y-prmetrelerinin nıl uluncğı çıklnmıştır. y-prmetrelerinin Bulunmı: y-mtriinin elemnlrı ve gerilimleri ıfır ypılrk yni kpı gerilimleri kı-devre edilerek elde edileilir. Admitn oyutund oln her ir prmetre u nedenle kı-devre dmitn prmetreleri olrk d dlndırılmktdır. y ve y prmetreleri =0 olmı koşulund ulunur. y ve y prmetreleri =0 olmı koşulund ulunur. y ve y giriş ve çıkış kpılrın ilişkin giriş-dmitn fonkiyonlrıdır. y ileri trnferdmitnı, y ie geri trnfer-dmitnı olrk dlndırılır. Devre prmetrelerinden yrrlnrk ir -kpılının iki ğımlı kynk ve iki empedntn oluşmuş devre modelleri kolylıkl çizileilir. z z z z h h h h y y y y g g g g D C B A
5 İpucu: Devreye gerilim vey kım kynğı ğlı iken ohmmetre ile devrede direnç değeri okumı ypılmz. Bir devrede iki uç rındki eşdeğer direnç ölçmek itenire vr oln gerilim kynklrı devreden çıkrtılrk ğlı olduklrı düğümler kı devre ypılır ve iki uç rındki eşdeğer direnç ohmmetreler ile okunur. Deney Öncei Hzırlıklr:. Thévenin ve Norton Teoremleri devrelerde ne mçl kullnılır rştırınız.. Bir devrede Norton kımı ve Thévenin gerilimi nıl ulunur rştırınız. 3. Şekil 7 deki devrenin Norton ve Thévenin eşdeğer devrelerini ulunuz. 4. Bulmuş olduğunuz Thévenin eşdeğer devreinin Gerilim-Akım v-i krkteritiğini çıkrınız ve. şıkt Şekil 7 deki devre için ulduğunuz gerilim-kım krkteritiği ile krşılştırınız. 5. Şekil 7 deki devrenin Thévenin eşdeğerinden yrrlnrk, R th direncinin 0., ve 0 ktı değerindeki R L yük dirençleri için R L ile R th dirençlerinde hrcnn gücü heplyınız ve Tlo 'in hep ütunlrını doldurunuz. 6. Şekil 8. ve 8. deki devrelerin nlizlerini yprk y-prmetrelerini hep yolu ile ulunuz ve Tlo 'deki ilgili ütunlrı doldurunuz. Deney Öncei Hzırlık Rporund İtenenler:. ORCAD 6.6 progrmını kullnrk deneyde gerçekleştireceğiniz ütün devrelerin imülyonunu devrede ğlntı dışınd kynk y d elemn değeri değişikliği vr d yrı imülyon onucu olmlıdır. deney ırınd ypılcklr ölümünde nltıln şekilde ypınız ve elde ettiğiniz imülyon onuçlrını grfikel olrk rporunuz ekleyiniz. Tlolr vr hep ütunlrını doldurunuz. Bu ön çlışm, lortuvrd ypcğınız ölçümleri kontrol etmeniz çıındn irinci derece önem tşımktdır.. Deneyde gerçekleştireceğiniz ütün devrelerin teorik mtemtikel heplmlrını yprk deney öncei hzırlık rporunuz ekleyiniz. Teorik heplmlrınızı ilgili devrenin lt kımın, her dımı götererek ypınız. Deney Sonrı Rporund İtenenler:. Deney onucu elde etmiş olduğunuz ölçüm onuçlrını d tlolr ekleyerek her tloyu rporunuz ekleyiniz.. Sorulr ölümündeki orulrı ilgili ln cevplyrk orulr yfını cevplnmış ir şekilde rporunuz ekleyiniz.. Bölüm R 3 R R K R 5 R 4 K = R =5.6kΩ R =,kω R 3 =0kΩ R 4 =5,6kΩ R 5 =kω Şekil 7
6 Deney Sırınd Ypılcklr:. Şekil 7 deki direnç devreini ord üzerine düzgün ir içimde kurunuz.. - uçlrındki çık-devre gerilimini ölçerek, th gerilimini ulunuz. 3. Gerilim kynğını devreden çıkrrk kynğın ğlı olduğu iki düğümü kı devre ediniz. Dh onr R 5 direncini devreden çıkrrk ve uçlrını ir ohmmetre ile ölçerek R th direncini ulunuz. 4. - uçlrı rın ir mpermetre ğlyrk N kı-devre kımını ölçünüz. 5. Bulduğunuz onuçlrı Thévenin ve Norton eşdeğer devrelerini çizerek üzerine yzınız. 6. Şekil 7 deki devrenin ord üzerine Thévenin eşdeğerini kurrk R th 'nin direnç değeri için un en ykın oln tndrt direnç kullnınız Tlo-'deki ölçme ütunlrını doldurunuz. Bulduğunuz değerlere krk devreden R L 'ye mkimum güç ktrmk için R L ile R th rınd nıl ir ilişki olmı gerektiğini elirtiniz. Yük Direnci Hep RL R L =0.R th Hep RL [] Hep P RL [mw] Hep P Rth [mw] RL RL [] P RL [mw] P Rth [mw] R L =R th R L =0R th Tlo. Bölüm Deney Sırınd Ypılcklr:. Şekil 7 deki devrede ir ucu R, R 3 ve R 5 dirençlerinin ğlı olduğu düğümde olck şekilde 0kΩ değerinde ir R 6 direnci ğlyınız. R 6 direncinin diğer ucunu redord dki oş ir düğüme yerleştiriniz. R 6 direncine eri olck şekilde ve iririne prlel kω ve 8kΩ değerinde R 7 ve R 8 dirençlerini ğlyınız ve devrenin Thévenin ve Norton eşdeğer devrelerini çiziniz. R 7 ve R 8 dirençlerinin diğer uçlrı refern düğümünde olcktır.. Kurduğunuz devrede R 8 direncine eri 5 değerinde gerilim kynğı ğlyınız ve üperpoziyon teoremini kullnrk R 6 direnci üzerindeki toplm kımı ulunuz. 3. Şekil 8. deki devreyi ord üzerine kurunuz. 4. k = yrlyınız. Devrenin çıkış kpıını kı devre ediniz =0. k gerilim kynğını giriş kpıın uygulyınız. Giriş kımını ölçerek Tlo- i doldurunuz. Çıkış kımını ölçerek Tlo- yi doldurunuz. Giriş kpıın uygulnn gerilim kynğı k = it olduğundn; ölçülen kımı doğrudn y prmetreine, kımı ie y prmetreine eşit olur. 5. Devrenin giriş kpıını kı devre ediniz. =0 ve k gerilim kynğını devrenin çıkışkpıın uygulyınız. Dh onr, 3. dımd olduğu gii ırıyl giriş ve çıkış kpıındki kımlrı ölçerek Tlo- yi doldurunuz. Çıkış kpıın uygulnn gerilim kynğı, k = it olduğundn, ölçülen kımı doğrudn y prmetreine, kımı ie y prmetreine eşit olur.
7 kω kω kω kω kω kω T-Tipi Yıldız ğlm π-tipi Üçgen ğlm Şekil 8 KOŞULLAR = DC, =0 = DC, =0 Deneyde İncelenen Devre Hep y [mho] Hep y [mho] y y Hep y [mho] Hep y [mho] y y Şekil 7 Şekil 7 Tlo-
8 Deney.4 - Sorulr:. Ynd verilen devrenin - uçlrın ir kontrol devrei ğlncktır. Kontrol devreine ktrıln gücün mkimum olilmei için control devreinin giriş direncinin değeri ne olmlıdır? Bu durumd kontrol devreine ktrıln gücün değeri nedir? Cevp:. Thévenin ve Norton Teoremleri ne mçl kullnılır, kıc çıklyınız. 3. Bir devrede yüke mkimum güç ktrmk için yük direncinin değerinin değerini neye göre elirleriz, çıklyınız. NOT: Cevplr için yrıln oşluklrı kullnınız. Tüm cevplr ilgiyr ortmınd cevplnmlı ve yzılmlıdır. Sorulr yfı cevplrl irlikte toplmd yfyı geçmemelidir.