ELEKTRİK ÖLÇME TEKNİĞİ Dersin Adı Dönemi Dersin Kredisi AKTS Elektrik Ölçme Tekniği Güz Dönemi 3 + 2 7 Başarı Değerlendirmesi Yılsonu Notuna Katkısı Vize (Ara) Sınav %30 Kısa Sınav %10 Deney Föyü %10 Final Sınavı %50 1
ELEKTRİK ÖLÇME TEKNİĞİ DERS İÇERİĞİ I.Hafta Uzunluk Ölçümü, Kütle Ölçümü, Alan Ölçümü ve Hacim Ölçümü Haftalık Ders Planı ARA SINAV 30 Ekim-05 Kasım 2017 II.Hafta Akışkan Ölçümü, Sıcaklık Ölçümü ve Eğim Ölçümü, Kesit ve Çap Ölçümü X.Hafta Elektronik Devre Elemanlarının Ölçümü III.Hafta Hız ve Devir Ölçümü, Basınç Ölçümü XI.Hafta Akım ve Gerilim Ölçmeleri (DC ve AC Ölçüm) IV.Hafta Işık Ölçümü, Ses Ölçümü XII.Hafta Osiloskop ile Ölçme V.Hafta VI.Hafta VII.Hafta VIII.Hafta Ölçme ve Ölçü Aletleri, Birimler ve Dönüşümler Ölçme ve Ölçü Aletleri (Analog ve Dijital Ölçü Aletleri) Temel Elektriksel Ölçmeler (Direnç Ölçümü) Temel Elektriksel Ölçmeler (Bobin ve Kondansatör Ölçümü) XII.Hafta XIII.Hafta XIV.Hafta İş, Güç ve Enerji Ölçmeleri İş, Güç ve Enerji Ölçmeleri Ölçü Trafoları FİNAL SINAVI 25 Aralık 2017-07 Ocak 2018 ELEKTRİK ÖLÇME TEKNİĞİ 2
3 ELEKTRİK ÖLÇME TEKNİĞİ GİRİŞ
ELEKTRİK ÖLÇME TEKNİĞİ - Giriş Ölçme ve Birim Nedir? Ölçme: Bilinmeyen bir büyüklüğü kendi cinsinden bilinen bir büyüklük ile karşılaştırılmasıdır. ederler. Birim: Ölçme sonucunda elde edilen sayılar birimleriyle beraber bir anlam ifade Her büyüklük, Ölçü Sayısı ve Ölçü Birimi olmak üzere iki kısımdan oluşur. SI Birim Sistemine Göre 7 Temel Birim Uzunluk için 2 metre Kütle ölçümü için 10 kilogram Zaman için 3 saniye Akım şiddeti 1,6 Amper Sıcaklık 273,15 Kelvin Işık Şiddeti 0,15 Kandela Madde Miktarı 10 Mol 4
ELEKTRİK ÖLÇME TEKNİĞİ - Giriş Birimler Sistemi (Système International d'unités) Uluslararası standarttır, Büyüklüklerin ölçülmesinde, birlik ve beraberliğin sağlanması amacıyla kullanılır. Uluslararası Birimler Sistemi (Système International d'unités) ismi ve tüm dillerde geçerli olmak üzere SI kısaltması, 11. CGPM (Ölçü ve Tartılar Genel Konferansı, Conférence Générale des Poids et Mesures) konferansında kabul edilmiştir. meter, metre: Sayaç; Ölçmek Ampermeter: Amper ölçer Voltmeter: Volt ölçer Wattmeter: Watt ölçer 5
ELEKTRİK ÖLÇME TEKNİĞİ - Giriş Birim sistemlerinden uluslararası anlaşmalarla kabul edilmiş olan ve en çok kullanılan dört tanesi; CGS Mutlak Birimler Sistemi, MKS Mutlak Birimler Sistemi, Gravitasyonel MKFS Birimler Sistemi Uluslararası Birim Sistemidir (SI) 6
BİRİM SİSTEMLERİ CGS Birim Sistemi Uzunluk, kütle ve zaman temel kavramları üzerine kurulmuştur. Uzunluk için santimetre(cm), kütle için gram(g) ve zaman için saniye(s) kullanılır. MKS Birim Sistemi Uzunluk, kütle ve zaman temel kavramları üzerine kurulmuştur. Elektrik akım şiddeti (Amper) de temel kavramlar arasına girer. Uzunluk için metre(m), kütle için kilogram(kg), zaman için saniye(s) ve akım için amper(a) kullanılır. MKFS Birim Sistemi Kütle yerine kuvveti temel kavram kabul eder. Uzunluk için metre(m), kuvvet için 1 kg kütleye Paris te etkiyen yerçekimi olan kiloforce (kf) ve zaman için saniyedir(s). 7
BİRİM SİSTEMLERİ SI Birim Sistemi Uluslararası Ölçüler Konferansı nın 1971 de yaptığı toplantıda, en temel büyüklüklerden (uzunluk, kütle, zaman) başka, dört temel büyüklüğün daha birimlerini içine alan uluslararası birim sistemi tanımlanmıştır. Bu büyüklüklere Temel Büyüklükler denir. Uluslararası birim sistemi, MKS birim sistemini kapsar. SI birim sistemi en önemli birim sistemidir. Her bir büyüklük için diğerlerinden apayrı bir birim tanımlamaya da gerek yoktur Temel büyüklüklerden türetilen büyüklüklere de Türetilmiş Büyüklükler denir. Not: Türkiye de metrik sistem, kabul edilmiştir. 26 Mart 1931 tarihinde çıkarılan 1782 Sayılı Kanunla 8
BİRİM SİSTEMLERİ BÜYÜKLÜK GÖSTERİLİŞ BİRİMİ KISALTMASI Uzunluk l Metre m Kütle m Kilogram kg Zaman t Saniye s Sıcaklık T Kelvin Derece K Elektrik Akımı I, i Amper A Işık Akım Şiddeti I Kandela cd Madde Miktarı n Mol mol Uluslararası sistemin kabul ettiği temel birimler 9
TEMEL BÜYÜKLÜKLER Metre Uzunluk birimidir. Metre, ilk olarak 1793 yılında Ekvatordan Kuzey kutbuna olan uzunluğun 10 milyonda biri olarak tanımlanmıştır. Günümüzde, bir saniyenin 1/299 792 458 i kadar bir sürede, ışığın boşlukta aldığı yolun uzunluğudur. (17. CGPM, 1983) Platinyum ve İridyum alaşımımdan imal edilen 1889 dan 1960 a kadar standart olan tarihi Uluslararası Prototip Metre çubuğu 10
TEMEL BÜYÜKLÜKLER Kilogram (Kg) Kütle birimidir Uluslararası prototip kilogram'ın kütlesine eşittir. (3. CGPM, 1901) % 90 platin ve% 10 iridyum alaşımı ve bir sağ dairesel silindir (yükseklik = çap) içine 39,17 mm işlenmiş olan Uluslararası Prototip Kilogram (IPK) 11
TEMEL BÜYÜKLÜKLER Saniye Zaman birimidir. Saniye, en düşük enerji seviyesindeki (ground state) Sezyum-133 atomunun ( 133 Cs atom çekirdeği) iki hyperfine seviye arasındaki geçiş radyasyonunun 9 192 631 770 periyoduna karşılık gelen süredir, (13. CGPM, 1967). Amper Elektrik akım şiddetidir. Amper, sonsuz uzunlukta, ihmal edilebilir dairesel kesitte, birbirinden 1 metre uzaklıkta, tam vakum içine yerleştirilmiş iki paralel iletkenin içinden akan ve iletkenlerde, beher metre başına 2 10-7 newton kuvvet oluşturan sabit akımdır, (9. CGPM, 1948) 12
TEMEL BÜYÜKLÜKLER Kelvin Sıcaklık birimidir. Suyun üçlü noktasının (triple point) termodinamik sıcaklığının 1/273,16 sıdır, (13. CGPM, 1967). Candela(Cd) Işık şiddeti birimidir. Belirli bir doğrultuda, 1/683watt/steradian ışıma şiddetinde ve 540x10 12 hertz frekansta tek renk (monochromatic) ışınım yayan bir kaynağın ışık şiddetidir, (16. CGPM, 1979). Mol Madde miktarının birimidir. 0,012 kilogram karbon12 izotopundaki atom sayısı kadar temel yapıtaşı ihtiva eden bir sistemin madde miktarıdır (14. CGPM, 1971). 13
TÜRETİLMİŞ BÜYÜKLÜKLER Türetilmiş Birimler1 BÜYÜKL ÜK SEMBO LÜ BİRİMİN ADI AÇIKLAMA Alan S Metrekare Hacim V Metreküp Hız V Metre/saniy e En.Boy m.m = m 2 En.Boy.Yükseklik m.m.m = m 3 Yol/Zaman m/s İvme A Metre/s 2 Hız/Zaman m/s.1/s=m/s 2 Kuvvet F Newton(N) Basınç P Pascal (Pa) İş, Enerji, ısı miktarı Güç, ısı akışı Elektrik yükü W P Q Joule(J) Watt(W) Coulomb(C ) Kütle. İvme kg.m/s 2 Kuvvet/Alan N/m 2 = kg m 1 s 2 Kuvvet.Yol=Güç.Zaman=Yük.Potansiyel Fark N.m=P.s=q.V = kg m 2 s 2 İş/Zaman J/s=N.m/s= J/s = kg m 2 s 3 Akım.Zaman Amper.s 14
TÜRETİLMİŞ BÜYÜKLÜKLER Türetilmiş Birimler2 BÜYÜKLÜK SEMBOLÜ BİRİMİN ADI AÇIKLAMA Gerilim, EMK, Potansiyel Fark V,U Volt(V) İş/Yük miktarı Joule/coulomb W/A = J/C = kg m 2 A 1 s 3 Elektrik alan şiddeti Manyeto motor kuvvet Elektriksel direnç R Ohm(Ω) Elektriksel iletkenlik Elektriksel kapasite E F G C Siemens (S) Farad(F) Elektriksel self L Henry(H) Kuvvet/Elektrik Yükü=Potansiyel fark/metre Newton/Coulomb=Volt/metre Akım şiddeti.sarım sayısı Amper.sarım Gerilim/Akım Volt/Amper V/A = kg m 2 A 2 s 3 1/Elektriksel Direnç Ω 1 = kg 1 m 2 A 2 s 3 Elektrik yükü/potansiyel fark Coulomb/V C/V = kg 1 m 2 s 4 A 2 Manyetik akı/akım şiddeti Wb/A=Volt.saniye/Amper Wb/A = kg m 2 A 2 s 2 15
TÜRETİLMİŞ BÜYÜKLÜKLER Türetilmiş Birimler3 BÜYÜKLÜK SEMBOLÜ BİRİMİN ADI AÇIKLAMA Manyetik akı Φ Weber(Wb) Potansiyel fark.zaman Volt.saniye= kg m 2 s 2 A 1 Manyetik akı Manyetik akı/alan B Tesla(T) yoğunluğu Weber/m 2 =Volt.s/m 2 Wb/m 2 = kg s 2 A 1 Manyetik alan MMK/Uzunluk H şiddeti Amper/metre Işık akısı Φ Lümen(lm) kandela/steradyan Parlaklık (Parıltı) L Candela/m 2 Aydınlık şiddeti E Lüx(lx) Lümen/m 2 lm/m 2 = cd sr m 2 Frekans F Hertz(Hz) 1/periyot Açısal frekans ve hız W Radyan/s 1/açısal periyot 16
İNGİLİZ BİRİM SİSTEMİ İngiliz Birim Sistemi (FPS Sistemi) İngiliz birim sisteminde kütle, uzunluk ve zaman birimleri sırasıyla libre-kütle (libremass), ayak (foot, ft) ve saniye (s) ile ifade edilir. İngiliz birim sisteminde uzunluk, kütle ve hacim birimleri 17
İNGİLİZ BİRİM SİSTEMİ Fluid Ounce: 28,41 ml Inch: 2,54cm Quart: 0,946 l Amerikan Foot: 30,48cm Pint: 473,176ml Amerikan Yard: 91,44cm 1 yard = 3 feet = 36 inch Gallon: 3,785 l Amerikan 1 Gallon = 4 Quart = 8 Pint = 16 cup = 128 Fluid ounce Ounce: 28,35 g Pound: 0,454 kg Stone: 6,35 kg Ton: 907,194kg 1 Pound = 16 Ounce 1 Stone = 14 Pound 1 Ton = 2000 Pound 18
İNGİLİZ BİRİM SİSTEMİ ABD geleneksel ölçü birimleri ile SI birim sisteminin karşılaştırılması (Kütle, Hacim, Sıcaklık ve Uzunluk) 19
BİLİMADAMI BİRİMİ AÇIKLAMA ÇALIŞMALARI Isaac Newton (İngiliz) Newton Kuvvet Yerçekimi Kanunu, Hareket Kanunları Charles Augustin de Coulomb (Fransız) Coulomb Elektrik Yükü Elektriksel Çekim Kanunu James Watt (İskoç) Watt Güç, ısı akışı Modern Buhar Makinesi (Endüstriyel Devrim) Alessandro Volta (İtalyan) Volt Potansiyel fark İlk Voltaik Pil Andre Marie Ampere (Fransız) Amper Elektrik akımı Elektromanyetizma üzerinde ilk çalışma yapan kişlerden Joseph Henry (Amerikan) Henry Elektriksel self Öz indüktansın elektromanyetik fenomeni George Simon Ohm (Alman) Ohm Elektriksel direnç Ohm Kanunu Michael Faraday (İngiliz) Faraday 1 Mol elektron yükü İndüksiyon Kanunu, Elektrik Motor Prensipleri, Elektroliz Wilhelm Eduard Weber (Alman) Weber Manyetik akı (MKS) Elektromanyetizma ölçümü Ernst Werner von Siemens (Alman) Siemens Elektrik iletkenliği Elektriksel İletkenlik James Prescott Joule (İngiliz) Joule İş, enerji, ısı miktarı Nicola Tesla (Sırp) Tesla Manyetik akı yoğunluğu (MKS) Enerjinin Korunumu Kanunu, Isı ile Mekanik İş İlişkisi Alternatif Akım, Alternatif Akım Motoru, Radyo, Döner Manyetik Alan, Floresan, Kablosuz Elektrik İletimi Heinrich Rudolf Hertz (Alman) Hertz Frekans Radyo Dalgalarının Keşfi Carl Friedrich Gauss (Alman) Gauss Manyetik akı yoğunluğu (CGS) James Clerk Maxwell (İskoç) Maxwell Manyetik akı (CGS) Elektromanyetik Telgraf Elektrik ve Manyetizmanın aynı şey olduğunu keşfetmiştir. 20
Temel veya türetilmiş birimlerin alt ve üst katları BİRİM TAKISI ÇARPAN SEMBOL Exa 10 18 E Peta 10 15 P Tera 10 12 T Giga 10 9 G Mega 10 6 M Kilo 10 3 k Mili 10-3 m Mikro 10-6 µ Nano 10-9 n Piko 10-12 p Femto 10-15 f Atto 10-18 a Temel veya türetilmiş birimlerin alt ve üst katları 21
KAYNAKLAR 1. NACAR, A. Mahmut; Elektrik-Elektronik Ölçmeleri ve İş Güvenliği 2. ANASIZ, Kadir; Elektrik Ölçü Aletleri ve Elektriksel Ölçmeler; MEB Yayınları 3. MEGEP; Fiziksel Büyüklüklerin Ölçülmesi; Ankara 2011 4. MEGEP; Elektriksel Büyüklüklerin Ölçülmesi; Ankara 2011 5. www.transcat.com New International Safety Standards for Digital Multimeters 6. www.wikipedia.org 7. http://320volt.com/ 22