8. ALTERNATİF AKIM VE SERİ RLC DEVRESİ

Benzer belgeler
Alternatif Akım Devreleri

Şekil-1. Doğru ve Alternatif Akım dalga şekilleri

14. SİNÜSOİDAL AKIMDA DİRENÇ, KAPASİTE, İNDÜKTANS VE ORTAK İNDÜKTANSIN ÖLÇÜLMESİ

F AKIM DEVRELER A. DEVRE ELEMANLARI VE TEMEL DEVRELER

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

7. DİRENÇ SIĞA (RC) DEVRELERİ AMAÇ

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

BÖLÜM 3 ALTERNATİF AKIMDA SERİ DEVRELER

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

DENEY TARİHİ RAPOR TESLİM TARİHİ NOT

ALTERNATİF AKIMDA EMPEDANS SERİ DEVRELER

ALTERNATİF AKIMDA EMPEDANS (PARALEL DEVRELER)

3 FAZLI SİSTEMLER fazlı sistemler 1

6. DİRENÇ ÖLÇME YÖNTEMLERİ VE WHEATSTONE KÖPRÜSÜ

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

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

ALTERNATİF AKIMIN TEMEL ESASLARI

DENEY 1-1 AC Gerilim Ölçümü

ELEKTRİK DEVRELERİ-2 LABORATUVARI IV. DENEY FÖYÜ

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

5. Elektriksel Büyüklüklerin Ölçülebilen Değerleri

DENEY TARİHİ RAPOR TESLİM TARİHİ NOT

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

Sinüsoidal Gerilim ve Akım ALIŞTIRMALAR

DENEY 5 RC DEVRELERİ KONDANSATÖRÜN YÜKLENMESİ VE BOŞALMASI

ALTERNATİF AKIMDA EMPEDANS SERİ DEVRELER

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

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

Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü

AC DEVRELERDE BOBİNLER

DENEY 10: SERİ RLC DEVRESİNİN ANALİZİ VE REZONANS

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

DENEY FÖYÜ 7: Seri ve Paralel Rezonans Devreleri

1) Seri ve paralel bağlı dirençlerin eşdeğer direncinin bulunması. 2) Kirchhoff akım ve gerilim yasalarının incelenmesi.

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

DENEY 4: SERİ VE PARALEL REZONANS DEVRELERİ

ELEKTRİK DEVRELERİ-2 LABORATUVARI VIII. DENEY FÖYÜ

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

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

DENEY 2: ALTERNATİF AKIM DEVRELERİNDE KONDANSATÖR VE BOBİN DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

DENEY 7 DALGALI GERİLİM ÖLÇÜMLERİ - OSİLOSKOP

OHM KANUNU DĠRENÇLERĠN BAĞLANMASI

Düzenlenirse: 9I1 5I2 = 1 108I1 60I2 = 12 7I1 + 12I2 = 4 35I1 60I2 = I1 = 8 I 1

MV 1438 KABLO HAT MODELİ KARAKTERİSTİKLERİ VE MV 1420 İLETİM HATTI ÜZERİNDEKİ GERİLİM DÜŞÜMÜ

dq I = (1) dt OHM YASASI ve OHM YASASI İLE DİRENÇ ÖLÇÜMÜ

ALTERNATİF AKIMIN DENKLEMİ

Aşağıdaki formülden bulunabilir. S16-Kesiti S1=0,20 mm²,uzunluğu L1=50 m,özdirenci φ=1,1 olan krom-nikel telin direnci kaç ohm dur? R1=?

ELEKTRİK DEVRELERİ-2 LABORATUVARI VI. DENEY FÖYÜ

Değişken Doğru Akım Zaman göre yönü değişmeyen ancak değeri değişen akımlara değişken doğru akım denir.

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

ALTERNATİF AKIMDA GÜÇ

2. KİRCHHOFF YASALARI AMAÇLAR

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

AC DEVRELERDE KONDANSATÖRLER

DENEY 8: BOBİNLİ DEVRELERİN ANALİZİ

Adı-Soyadı : Numarası : Bölümü : Grubu : A / B / C İmza : Numarası : 1 Adı : Elektrik Alan Çizgileri Amacı (Kendi Cümlelerinizle ifade ediniz) (5p)

ĠLETĠM HATTINA ĠLĠġKĠN KARAKTERĠSTĠK DEĞERLERĠN ELDE EDĠLMESĠ

DENEY 2: TEMEL ELEKTRİK YASALARI-GERİLİM VE AKIM ÖLÇÜMLERİ

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ALTERNATİF AKIMDA GÜÇ

Ölçü Aletlerinin Tanıtılması

T.C. SAKARYA ÜNİVERSİTESİ FİZİK-2 LABORATUARI DENEY RAPORU. 1. Aşağıdaki kavramların tanımlarını ve birimlerini yazınız.

DENEY DC GERİLİM ÖLÇÜMÜ DENEYİN AMACI

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

DENEY 3: RC Devrelerin İncelenmesi ve Lissajous Örüntüleri

DENEY 7 Pasif Elektronik Filtreler: Direnç-Kondansatör (RC) ve Direnç-Bobin (RL) Devreleri

Alternatif Akım. Yrd. Doç. Dr. Aytaç Gören. Alternatif Akım

Sensörler Öğr. Gör. Erhan CEMÜNAL Thomas Alva Edison

DENEY NO: 7 OHM KANUNU

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

Makine Mühendisliği İçin Elektrik-Elektronik Bilgisi. Ders Notu-4 Kondansatörler ve Bobinler

T.C. ERCĠYES ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MEKATRONĠK MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ TEMEL ELEKTRĠK DEVRE LABORATUARI

Alternatif Akım Devre Analizi

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

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK DEVRELER LABORATUARI

5. AKIM VE GERĐLĐM ÖLÇÜMÜ

Enerji Sistemleri Mühendisliği

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ TEMEL ELEKTRİK DEVRE LABORATUVARI TEMEL DEVRE TEOREMLERİNİN UYGULANMASI

ÜÇ-FAZ SENKRON JENERATÖRÜN AÇIK DEVRE VE KISA DEVRE KARAKTERİSTİKLERİ DENEY

YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü ESM 413 Enerji Sistemleri Laboratuvarı-I

KIRCHHOFF YASALARI VE WHEATSTONE(KELVİN) KÖPRÜSÜ

R 1 R 2 R L R 3 R 4. Şekil 1

4. ÜNİTE ALTERNATİF AKIMDA GÜÇ

YAPILACAK DENEYLERİN LİSTESİ

DENEY 2: TEMEL ELEKTRİK YASALARI (OHM, KİRCHOFF AKIM VE GERİLİM)

1. Sunum: Kapasitans ve İndüktans. Kaynak: Temel Mühendislik Devre Analizi, J. David IRWIN- R. Mark NELMS

ALTERNATİF AKIMIN TANIMI

Şekil 1. R dirençli basit bir devre

12. DC KÖPRÜLERİ ve UYGULAMALARI

DENEY-6 THEVENİN TEOREMİNİN İNCELENMESİ MAKSİMUM GÜÇ TRANSFERİ

EEM 202 DENEY 11. Tablo 11.1 Deney 11 de kullanılan devre elemanları ve malzeme listesi. Devre Elemanları Ω Direnç (2 W)

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

TEK FAZLI KONTROLLU VE KONTROLSUZ DOĞRULTUCULAR

Osiloskop ve AC Akım Gerilim Ölçümü Deney 3

ELK273 Elektrik ve Elektronik Mühendisliğinin Temelleri Ders 8- AC Devreler. Yard.Doç.Dr. Ahmet Özkurt.

Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü. Deney 1: OHM KANUNU

Makine Mühendisliği İçin Elektrik-Elektronik Bilgisi. Ders Notu-3 Doğru Akım Devreleri Hazırlayan: Yrd. Doç. Dr. Ahmet DUMLU

OHM KANUNU DENEY 1 OHM KANUNU 1.1. DENEYİN AMACI

ALTERNATİF AKIM BÖLÜM 6 MODEL SORU - 1 DEKİ SORULARIN ÇÖZÜMLERİ. 5. Alternatif akımın zamanla değişim denkleminden, i(t) = i max

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

Transkript:

8. ATENATİF AKIM E SEİ DEESİ AMAÇA 1. Alternatif akım ve gerilim ölçmeyi öğrenmek. Direnç, kondansatör ve indüktans oluşan seri bir alternatif akım devresini analiz etmek AAÇA oltmetre, ampermetre, kondansatör ( F/63), direnç (4.7Ω), İndüktans (.7mH), alternatif akım kaynağı (/4), reosta, fişli bağlantı kabloları. GİİŞ Yönü ve şiddeti zamanla periyodik olarak değişen akımlara alternatif akımlar ve bu akımları doğuran gerilimlere de alternatif gerilimler denir. Alternatif akımlar zamanın fonksiyonu olarak; I( t) I sin t (1) ve alternatif gerilimler ( t) sin t () denklemleri ile ifade edilirler. Denklem (1) ve () de, akımın maksimum değerini;, gerilimin maksimum değerini; f, açısal frekansı (f, çizgisel frekanstır) ve, t= anındaki akım ya da gerilimi bulmamıza yarayan faz sabitini göstermektedir. Faz sabitinin seçimine bağlı olarak akım ve gerilim trigonometrik fonksiyonlar cinsinden ifade edilebilir. Faz sabitinin sıfır olması durumunda alternatif bir akımın denklemi I t I sin t sin ft (3) şeklinde yazılabilir. Şekil 1'de alternatif akımın zamana göre değişimi görülmektedir. Akımın zaman içinde gösterdiği simetrik dalgalanmadan dolayı ortalama akım değeri sıfırdır. I Ortalama akım değerinin sıfır olmasına rağmen alternatif akımlar da, doğru akımlar gibi, bir ilenden geçtiklerinde ısı açığa çıkarırlar.

Şekil 1. Alternatifin akımın zamanla değişimi (T periyodu göstermektedir). Uygulamada alternatif akımın (ya da gerilimin) ısısal isini, ona eş değer doğru akımın (ya da gerilimin) ısısal isi cinsinden tanımlayan in değer (efektif değer) kavramı kullanılır. Bir alternatif akımın in değeri, aynı dirençten aynı sürede geçen ve aynı ısı enerjisini açığa çıkaran eşdeğer doğru akım olarak tanımlanır. Bu tanımların daha iyi anlaşılması için Şekil ve Şekil 3 deki devrelerin davranışı incelenebilir: Şekil deki devrede D konumda AOmetre kullanılarak ölçülen akım ve gerilim değerleri sırasıyla I ve ye eşit iken, Şekil 3 deki devreden A konumunda AOmetre kullanılarak ölçülen akım ve gerilim değerleri in değerleri olup akımın in değeri I / (4) I eşitliğine, gerilimin in değeri / (5) eşitliğine karşılık gelir. I Şekil. Doğru akım devresi. I(t) = I sinwt ~ ~ (t) = sinwt Şekil 3. Alternatif akım devresi. Direnç, kondansatör ve indüktanstan oluşan seri bir alternatif akım devresini analiz edebilmek için devre elemanlarının yapılarını ve genel davranışlarını ele alalım: Direnç (): Elektrik yüklerinin hareketine (akıma) karşı ilenin gösterdiği zorluk olarak tanımlanır ve birimi Ohm ( ) dur. İçinde sadece direnç bulunan bir alternatif akım devresinde dirençten geçen akımla direncin uçları arasındaki gerilim daima aynı fazdadır. Kondansatör (): En basit şekliyle paralel iki metal plaka arasındaki bir yalıtkandan oluşur.

Doğru gerilim kaynağına bağlandığında elektrik yükleri (+ ve -) plakalarda birikinceye kadar devreden zamanla üstel olarak azalan bir akım geçer ve kısa bir süre sonra akım sıfıra düşer (kondansatör yüklenmiş olur). Kondansatör sığasının birimi Farad dır. Bir doğru akım devresinde kondansatör akımı iletmez ya da çok kısa bir an için iletir. Ancak bir alternatif akım devresinde akım sürekli olarak iletilir. Çünkü alternatif gerilimler altında plakalardan her birinin işareti (+) dan (-) ye, (-) den (+) ya periyodik olarak değişir. Yönleri farklı olan zıt işaretli yükler aynı yönde akım oluşturacaklarından devreden gerilimle aynı frekansta fakat faz bakımından ileride olan bir akım geçer. 9 Alternatif akım devresinde kondansatörün akıma karşı gösterdiği dirence kapasitif reaktans denir. Birimi Ohm ( ) dur ve 1 1 (6) f ile hesaplanır. İndüktans (Self-): Basit olarak silindirik bir destek üzerine yan yana sarılmış çok sayıda telden (bobin teli) oluşur. Doğru ve alternatif akım devrelerinde akımdaki değişmelere karşı koyan (direnç gösteren) devre elemanı gibi davranır. İndüktansın birimi (özindüksiyon katsayısı) Henry dir. 1 Henry, akımda saniyedeki bir amperlik değişim olduğunda 1 olt luk gerilim indükleyen indüktansın değeri olarak tanımlanır. İçinde ferromanyetik çekirdekler (demir, çelik) bulunan indüktanslar yüksek özindüksiyon katsayısına sahiptirler. Bir alternatif akım devresinde indüktansın akıma karşı gösterdiği dirence indüktif reaktans denir. Birimi Ohm ( ) dur ve X f (7) ile hesaplanır. İndüktanstan geçen akım faz bakımından gerilimden 9 geridedir. Şekil (4) deki devreyi göz önüne alalım. Böyle bir devrenin tamamının akıma karşı gösterdiği dirence empedans (Z) denir. Birimi Ohm ( ) dur ve Z X X 1 f (8) f formülü ile hesaplanır. Direncin, kondansatörün ve indüktansın seri olarak bağlandığı bir alternatif akım devresi için geçerli olan Ohm yasası da doğru akım devrelerininkine benzerdir: I Z (9) Ancak devrede sadece kondansatör varsa I f olur. 1 I ya da sadece indüktans varsa f

eosta A B ac 4 ac Alçaltıcı transformatör A Şekil 4. Seri devresi, şehir şebeke frekansı f=5 Hz dir. Burada Z,,, diyagram çizilebilir. X niceliklerinin her biri bir vektöre karşılık getirilerek Şekil 5 teki X Z X X Şekil 5. devresi için vektör diyagramı. Bir dirençten geçen akım ile o direncin uçları arasındaki gerilim daima aynı fazdadır. O halde Şekil 5 teki açısı devreden geçen akımla o devrenin tamamına uygulanan gerilim arasındaki faz farkını gösterecektir. Bu açı cos (1) Z denklemi kullanılarak hesaplanabilir. Dikkat edilecek olursa Denklem (1) dan hesaplanacak faz açısı + 9 ile -9 arasında değerler alabilir. Seri bağlı bir alternatif akım devresinin önemli bir özelliği de, kapasitif reaktansın indüktif reaktansa eşit olduğu ( X = ) rezonans durumudur. Bu durumda Denklem (8) in Z= biçimine dönüşeceğine yani devrenin sadece dirençten oluşmuş gibi görüneceğine dikkat edilmelidir. X yi X ye eşit yapan frekansa rezonans frekansı denir ve

f 1 (11) ile hesaplanır. ezonans durumunda akım ve gerilim arasındaki faz farkı sıfır olmaktadır. DENEYİN YAPIIŞI 1. Şekil 4 teki devreyi tüm devre elemanları seri bağlı olacak şekilde kurunuz.. eostanın sürgüsünü kullanarak devreden geçen akım istenilen değere ayarlayınız. 3. oltmetreyi kullanarak her bir devre elemanının (direnç, kondansatör ve bobin) üzerine düşen gerilimi ve tüm devre üzerine düşen gerilimi (AB noktaları arasındaki) ölçünüz ve her bir değeri kaydediniz. 4. Bu işlemi reostayla diğer akım değerleri için tekrarlayınız. EİEİN ÇÖZÜMENMESİ 1. Her bir devre elemanı için aldığınız verileri kullanarak f grafiğini çiziniz. I Grafiklerin eğiminden sırası ile direnç için, kondansatör için kapasitif reaktans indüktans için indüktif reaktans X ve tüm devre için empedans Z değerini hesaplayınız.. Elde ettiğiniz ve sonuçlarından faydalanarak ve nin deneysel değerini hesaplayınız. (Bu hesabı yapmak için denklem (6) ve denklem (7) yi kullanınız.) X 3. Empedansın Z gerçek değerini (8) denklemini kullanarak hesaplayınız. 4. Gerçek,,, Z değerleri ile elde ettiğiniz deneysel,,, Z değerlerini karşılaştırınız. 5. Akım ile gerilim arasındaki faz farkını bulmak için devre elemanlarının deneysel değerlerini kullanarak milimetrik ölçekte vektör diyagramı çiziniz. Bu diyagram yardımı ile açısını açıölçer kullanarak ölçünüz ( deneysel)., 6. ve Z nin gerçek değerlerini denklem (1) da kullanarak hesaplayınız. gerçek faz sabitini 7. Faz sabiti için elde ettiğiniz deneysel sonucunu gerçek değeri ile karşılaştırarak hata hesabı yapınız. SOUA 1. Kullandığınız devresinin rezonans frekansını hesaplayınız. Şehir şebeke frekansı 5 Hz olduğuna göre rezonans için devrede kullanılması gereken kondansatörün kapasitesini hesaplayınız.

. Deneyde 5 Hz yerine 1 Hz frekanslı akım kullanılsaydı toplam empedans ne olurdu? 3. Bir seri devresinde tüm elemanların değerleri bilinmekte fakat frekans bilinmemektedir. Bu durumda frekansı sadece voltmetre kullanarak nasıl bulursunuz? 4. Seri bağlı bir devresinde =3, =5 F, =1mH ise ve uygulanan gerilimin frekansı f=5/ Hz ise akım ve gerilim arasındaki faz farkını hesaplayınız. KAYNAKA 1. D. Halliday,. esnick, Fiziğin Temelleri.. romer, Physics of the ife Sciences. 3. Zafiratos, Physics, John Wiley and sons Inc. 1976.