7. DİRENÇ SIĞA (RC) DEVRELERİ AMAÇ



Benzer belgeler
DENEY 5 RC DEVRELERİ KONDANSATÖRÜN YÜKLENMESİ VE BOŞALMASI

SIĞA VE DİELEKTRİKLER

8. ALTERNATİF AKIM VE SERİ RLC DEVRESİ

DENEY 4. KONDANSATÖRLERİN SERİ VE PARALEL BAĞLANMASI. 1) Seri ve paralel bağlı kondansatör gruplarının eşdeğer sığasının belirlenmesi.

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

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

V R1 V R2 V R3 V R4. Hesaplanan Ölçülen

Elektrik Devre Temelleri 11

BAHAR YARIYILI FİZİK 2 DERSİ. Yrd. Doç. Dr. Hakan YAKUT. Fizik Bölümü

İç direnç ve emk. Seri bağlı dirençler. BÖLÜM 28 Doğru Akım Devreleri. İç direnç ve emk. ve emk. Elektromotor kuvvet (emk) kaynakları.

6. DİRENÇ ÖLÇME YÖNTEMLERİ VE WHEATSTONE KÖPRÜSÜ

Fiz102L TOBB ETÜ. Deney 3. Kondansatörün Şarj/Deşarj Edilmesi. P r o f. D r. S a l e h S U L T A N S O Y. D r. A h m e t N u r i A K A Y

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

EŞ POTANSİYEL VE ELEKTRİK ALAN ÇİZGİLERİ. 1. Zıt yükle yüklenmiş iki iletkenin oluşturduğu eş potansiyel çizgileri araştırıp bulmak.

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

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

KARABÜK ÜNİVERSİTESİ Öğretim Üyesi: Doç.Dr. Tamila ANUTGAN

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

Test Üç adet düzlem kondansatör, potansiyel farkı 30 volt olan bir üretece şekildeki gibi bağlıdır.

2. KİRCHHOFF YASALARI AMAÇLAR

9. ÜNİTE OHM KANUNU KONULAR

Elektrik Devre Temelleri 11

2014/2 MÜHENDİSLİK BÖLÜMLERİ FİZİK 2 UYGULAMA 4

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

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

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

DENEY DC RC Devresi ve Geçici Olaylar

Kondansatörler (Sığaçlar) Test 1 in Çözümleri. q 1. = = 600 µc yükü ile yüklenirken E 1. enerjisi;

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

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

KONDANSATÖRLER Farad(F)

5. AKIM VE GERĐLĐM ÖLÇÜMÜ

Şekil 1. n kanallı bir FET in Geçiş ve Çıkış Özeğrileri

Buna göre, bir devrede yük akışı olabilmesi için, üreteç ve pil gibi aygıtlara ihtiyaç vardır.

TURGUT ÖZAL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ EEM201 DEVRE ANALİZİ I LABORATUARI. Deney 2. Süperpozisyon, Thevenin,

Ölçüm Temelleri Deney 1

<<<< Geri ELEKTRİK AKIMI

FİZİK-II DERSİ LABORATUVARI ( FL 2 5 )

DENEY DC GERİLİM ÖLÇÜMÜ DENEYİN AMACI

Sığa ve Dielektrik. Bölüm 25

DİRENÇLER, DİRENÇLERİN SERİ VE PARALEL BAĞLANMASI, OHM VE KIRCHOFF YASALARI

T.C. SAKARYA ÜNİVERSİTESİ FEN EDEBİYAT FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ FİZİK LABORATUARI II (ELEKTRİK VE MANYETİZMA) ŞUBAT 2015

OHM KANUNU DENEY 1 OHM KANUNU 1.1. DENEYİN AMACI

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

Kapasitans (Sığa) Paralel-Plaka Kondansatör, Örnek. Paralel-Plaka Kondansatör. Kondansatör uygulamaları Kamera flaşı BÖLÜM 26 SIĞA VE DİELEKTRİKLER

ÖĞRENME ALANI TEMEL MATEMATİK BÖLÜM TÜREV. ALT ÖĞRENME ALANLARI 1) Türev 2) Türev Uygulamaları TÜREV

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

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FİZİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

MEKATRONİĞİN TEMELLERİ TEMEL ELEKTRONİK KAVRAMLARI

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

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

EEM211 ELEKTRİK DEVRELERİ-I

DENEY 4 DC ŞÖNT ve SERİ MOTORUN YÜKLEME KARAKTERİSTİKLERİ

KIRCHHOFF YASALARI VE WHEATSTONE(KELVİN) KÖPRÜSÜ

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

DENEY 7 DALGALI GERİLİM ÖLÇÜMLERİ - OSİLOSKOP

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü GEÇİCİ OLAYLARIN İNCELENMESİ

ELEKTRİK DEVRELERİ UYGULAMALARI

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

Şekil 1. R dirençli basit bir devre

Mekatronik Mühendisliği Lab1 (Elektrik-Elektronik) Dirençler ve Kondansatörler

DENEY 2: TEMEL ELEKTRİK YASALARI-GERİLİM VE AKIM ÖLÇÜMLERİ

Sensörler Öğr. Gör. Erhan CEMÜNAL Thomas Alva Edison

DENEY 7 DC DEVRELERDE GÜÇ ÖLÇÜMÜ VE MAKSİMUM GÜÇ AKTARIMI UYGULAMALARI

Ders 2- Temel Elektriksel Büyüklükler

5. Elektriksel Büyüklüklerin Ölçülebilen Değerleri

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=?

Buna göre, bir devrede yük akışı olabilmesi için, üreteç ve pil gibi aygıtlara ihtiyaç vardır.

ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ FİZİK II LABORATUVARI DENEY 2 TRANSFORMATÖRLER

Doğru Akım Devreleri

T.C. DÜZCE ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BMT103 ELEKTRİK DEVRE TEMELLERİ DERSİ LABORATUVARI DENEY NO: 1

ELEKTRİK DEVRELERİ-2 LABORATUVARI VI. DENEY FÖYÜ

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

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

ELEKTRİK VE MANYETİZMA

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü A Grubu Bahar Yarıyılı Bölüm-5 Özeti Ankara Aysuhan OZANSOY

YAŞAMIMIZDAKİ ELEKTRİK

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Fizik Bölümü 7. Hafta. Aysuhan OZANSOY

Düzenlilik = ((Vçıkış(yük yokken) - Vçıkış(yük varken)) / Vçıkış(yük varken)

DENEY 5: İŞLEMSEL YÜKSELTEÇLER ve UYGULAMA DEVRELERİ

Deneyle İlgili Ön Bilgi:

KARABÜK ÜNİVERSİTESİ Öğretim Üyesi: Doç.Dr. Tamila ANUTGAN 1

DENEY 9- DOĞRU AKIM DA RC DEVRE ANALİZİ

DENEY 6 TUNGSTEN FİTİLLİ AMPUL VE YARIİLETKEN DİYOT

Fizik II Elektrik ve Manyetizma Elektriksel Potansiyel

Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

Adı ve Soyadı : Nisan 2011 No :... Bölümü :... MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ARA SINAV SORULARI

FİZ209A OPTİK LABORATUVARI DENEY KILAVUZU

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

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

Süperpozisyon/Thevenin-Norton Deney 5-6

İleri Diferansiyel Denklemler

Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya Bölümü Bahar Yarıyılı Bölüm Ankara Aysuhan OZANSOY

7. ÜNİTE AKIM, GERİLİM VE DİRENÇ

Bu deneyde alan etkili transistörlerin DC ve AC akım-gerilim karakteristikleri incelenecektir.

V R. Devre 1 i normal pozisyonuna getirin. Şalter (yukarı) N konumuna alınmış olmalıdır. Böylece devrede herhangi bir hata bulunmayacaktır.

Şekil-1. Doğru ve Alternatif Akım dalga şekilleri

2 SABİT HIZLI DOĞRUSAL HAREKET

EEM 202 DENEY 9 Ad&Soyad: No: RC DEVRELERİ-II DEĞİŞKEN BİR FREKANSTA RC DEVRELERİ (FİLTRELER)

Transkript:

7. DİENÇ SIĞA (C) DEELEİ AMAÇ Seri bağlı direnç ve kondansatörden oluşan bir devrenin davranışını inceleyerek kondansatörün durulma ve yarı ömür zamanını bulmak. AAÇLA DC Güç kaynağı, kondansatör, direnç, voltmetre ve kronometre. GİİŞ Bu deneyde seri bağlı direnç ve kondansatörden oluşan devrenin sabit gerilim altında davranışını inceleyeceğiz. Önce bir kondansatörün yapısını ele alalım. Yük depolamaya yarayan bir aygıt olan kondansatör, esas olarak eşit ve zıt yüklere sahip iki iletken arasına konulan bir malzemeden ibarettir (Şekil 1). Bir kondansatörün sığası, geometrisine ve yüklü iletkenleri ayıran dielektrik denilen maddeye bağlıdır. Dielektrik, belirli elektriksel özelliklere sahip olan yalıtkan bir maddedir (hava, lastik, cam veya mumlu kağıt vb.). d Şekil 1. Paralel plakalı bir kondansatör. Sığa (C), iletkenlerden biri üzerindeki yükün büyüklüğünün () bu iletkenler arasındaki potansiyel farkının büyüklüğüne ( ) oranı olarak tanımlanır. C = (1) Buna göre yük arttıkça potansiyel farkı da artacağından, verilen bir kondansatörün / oranı sabittir. Bu nedenle, bir kondansatörün sığası, onun depoladığı yük miktarı ve elektriksel potansiyelinin bir ölçüsüdür. SI birim sisteminde sığa volt başına Coulomb yani C dir. Sığanın SI biriminde adı Michael Faraday ın onuruna Farad (F) dır. Yani pratikte pek çok aygıtın sığası, mikrofarad (1µF=10 6 F) ile pikofarad (1pF = 10 12 F) arasında yer alır. 1F = 1 C/ (2) 1

Kondansatörün yapısına kısaca değindikten sonra şimdi seri bağlı bir C devresini ele alabiliriz. Böyle bir devre, DC güç kaynağı, bir direnç, bir kondansatör ile bir anahtardan oluşur (Şekil 2.). = 0 C Şekil 2. Seri bağlı C devresi. Şekildeki devrede, güç kaynağı belirli bir 0 potansiyeline getirilir ve anahtar kapatılırsa kondansatör 0 potansiyeline erişinceye kadar çabucak yüklenir ve kondansatörün her iki levhası arasındaki 0 yükünün büyüklüğü 0 = C 0 (3) olacaktır. Daha sonra anahtar açıldığı durumda, (Şekil 3) güç kaynağı devre dışı kaldığından yüklenmiş kondansatör yeni devrede güç kaynağı işlevi görür. Kondansatördeki gerilim voltmetredirenç kolu üzerinden bir akımın geçmesine neden olur. Bu akım kondansatördeki yükü azaltır ve bu da kondansatör potansiyelinin azalmasına sebep olur. C Şekil 3. C devresi. Devrede anahtar açıldıktan hemen sonra akımın değeri oldukça büyüktür. Fakat sonra azalır ve kondansatörün tamamiyle boşalması ile sıfıra yaklaşır. Böylece kondansatördeki yük önce çabuk daha sonra daha yavaş olarak azalır (Şekil 4). 1.0 / 0 0.5 0 1 2 3 4 t/c Şekil 4. Kondansatördeki yükün zamanla azalması. 2

Böyle bir devreyi nicel olarak çözmek güç değildir. Bir anlık yükü, akımı I ve potansiyeli ile gösterelim. Bu üç değişkenin de zamanla değiştiğini yani zamanın fonksiyonu olduklarını göz önüne alalım. I akımı kondansatörün yükünün boşalmasından ileri geldiği için d I = (4) dt olarak yazılabilir. Buradaki eksi işareti azalmayı göstermektedir. Akım bir anlık potansiyeline ve direncine bağlıdır. Seri bağlı direnç ( seri ) ve voltmetrenin iç direnci ( iç ) olmak üzere voltmetrenin toplam direnci = seri iç ile gösterilirse I = (5) yazılabilir. potansiyeli herhangi bir anda kondansatör üzerindeki yüküne = (6) C ile bağlıdır. Denklem (4) ve (5) i birbirine eşitleyerek ve denklem (6) da yerine /C yazılarak d = (7) dt C elde edilir. Bu ifade yükün zamanla herhangi bir azalmasının o anda geride bıraktığı yük miktarı ile orantılı olduğunu gösterir. Matematikten değişme hızı kendisiyle orantılı olan bir fonksiyon ancak üstel bir ifadedir. Özellikle t = 0 anındaki yükün ilk değerini 0 alırsak, (7) eşitliğinden = 0 d t 0 dt C ln 0 = t C = 0 e t/c (8) gibi bir fonksiyon elde edilir. Eğer t=c olursa = 0 /e olacağından C ye zaman sabiti ya da gevşeme zamanı (relaxation time) denir. Gevşeme zamanı, değerinin başlangıçtaki 0 değerinin 1/e sine yani 0 1 = = 0.368 (9) e oranına düşmesi için gerekli zaman olarak tanımlanır. Deneysel olarak bulunması kolay olan bir diğer nicelik ise değerinin başlangıçtaki değerinin yarısına düşmesi için geçen zamandır. Buna yarı ömür denir ve T 1/2 olarak gösterilir. Başka bir değişle denklem (8) den: 3

0 = t/c 0e = 0 / 2 (10) 2 yazılabilir. t = T 1/2 olmak üzere her iki tarafın e tabanına göre logaritması alınırsa, denklem (10) dan T 1/2 = Cln2 = 0.693C (11) bir kondansatörün yarı ömrü elde edilir. DENEYİN YAPILIŞI A. Yük Gevşemesi ve Yarı Ömür Zamanın Ölçülmesi Bu kısımda C devresinin yarı ömür süresi (T 1/2 ) deneysel olarak elde edilecektir. 1. Şekil 5 deki devreyi dikkatli bir şekilde kurunuz. 2. Güç kaynağının çıkış gerilimi 15 olacak şekilde ayarlayınız ve dijital voltmetrenin de 15 u gösterdiğine dikkat ediniz. Yani burada önemli olan voltmetrenin göstergesinin 15 da sabit kalmasıdır. (AOmetrenin iç direnci iç =20 MΩ) 0 C Şekil 5. Yarı ömür zamanı tespitinde kullanılacak devre. 3. Güç kaynağını devreden çıkartınız. Bunun için güç kaynağı () yada () uçlarındaki bağlantılardan herhangi birini sökünüz. Bağlantı tam kesildiği anda kronometreyi çalıştırınız. Bu durumda voltmetreden okunan gerilim değerinin azalmaya başladığına dikkat ediniz. 4. oltmetre değeri 15/2 olduğunda kronometreyi durdurunuz ve elde ettiğiniz değeri kaydediniz. Böylece T 1/2 yarı ömür zamanı tespit etmiş olursunuz. 5. Aynı işlemleri 3 kez daha tekrar ediniz ve sonuçları kaydediniz. B. Üstel Sönme Bu kısımda Şekil 6 daki devre kullanılarak kondansatörün direnç üzerinden boşalması ve denklem (8) deki ifade deneysel olarak incelenecektir. Bunun için; 0 C Şekil 6. Deneyde kurulacak olan seri C devresi. 4

1. Şekil 6 daki devreyi kurunuz. 2. Güç kaynağının çıkış gerilimi, voltmetredeki değer 15 olacak şekilde ayarlayınız. 3. Güç kaynağını devreden çıkarınız ve aynı anda kronometreyi çalıştırınız. 4. Her 5 saniyede bir voltmetre değerlerini kaydederek toplam 90 saniye için 18 veri alınız. Böylece sırasıyla 5., 10., 15.,,90. saniyelerde voltmetreden okunan değerleri kaydediniz. EİLEİN ÇÖZÜMLENMESİ A. Yük Gevşemesi ve Yarı Ömür Zamanın Ölçülmesi 1. Elde ettiğiniz 4 ölçüm sonucunu kullanarak ortalama T 1/2 değerini hesaplayınız. 2. Teorik bilgilerinizi kullanarak T 1/2 nin gerçek değerini hesaplayınız. 3. Ortalama T 1/2 ve teorik T 1/2 sonuçlarınızı yüzde hata hesabını yaparak karşılaştırınız. B. Üstel Sönme 1. Elde ettiğiniz sonuçları kullanarak / 0 değerlerini hesaplayınız ve ilgili tabloya kaydediniz. 2. / 0 =f(t) grafiğini çiziniz. Grafiğin davranışını inceleyiniz ve beklediğiniz sonuçlara uygun olup olmadığını tartışınız. (bakınız Şekil 4) 3. ln(/ 0 ) değerlerini hesaplayınız, tabloya kaydediniz ve ln(/ 0 ) a karşı t grafiğini çiziniz. 4. Bu grafikten yararlanarak C değerini hesaplayınız ve gerçek değeri ile karşılaştırınız. Grafikten C değerini hesaplarken aşağıdaki denklemleri dikkatte alınız. =C olduğundan = 0 e t/c C C 0 e = t / C t 0 e = / C 0 t = e / C olacaktır. Her iki tarafın ln ini alınırsa ln = 1 t C 0 5

olacağından, ln(/ 0 )=f(t) grafiğinin eğimi eğim = 1 C olur. Buradan C değeri hesaplanır. SOULA 1. Seri bağlı bir direnç kondansatör devresi veriliyor. Kaç zaman sabitinden (C) sonra kondansatör üzerindeki yük azalması, başlangıç değerinin dörtte birine eşit olacaktır? KAYNAKLA 1. D.Halliday,.esnick Fiğin Temelleri II. 2. ichard, Sears Zemansky Modern Üniversite Fiziği. 3..A.Serway, Fen ve Mühendislik için Fizik II. 4. Milli Eğitim Basımevi PSSC Fiziği. 6