Elektrik Elektronik Ölçmeleri Dersi Laboratuvarı

Elektrik Elektronik Ölçmeleri Dersi Laboratuvarı Laboratuvar Kuralları: 1. Her öğrencinin ön çalışmalarını ve deney sonuçlarını not aldığı bir defteri (harita metod) olacak ve her hafta laboratuvar girişinde ve çıkışında kontrol edilip imzalanacaktır. Defteri olmayan öğrenci laboratuvara alınmayacaktır. 2. Öğrenci laboratuvara gelmeden önce o haftaki deneyin ön çalışmasını laboratuvar defterine çözmelidir. Deneye başlamadan önce defterler kontrol edilecek, ön çalışma yapmayan öğrenci laboratuvara alınmayacaktır. Deney yapıldıktan sonra deney sonuçları deftere işlenecek, deney föyündeki sorular cevaplanacak ve çalışan devre ile birlikte kontrol edilip imzalanacaktır. İmzasız sonuçlar geçersizdir. 3. Deney malzemeleri öğrenci tarafından temin edilecektir (Multimetre, dirençler vs.). deney malzemesi olmayan öğrenci laboratuvara alınmayacaktır. Bundan dolayı grup arkadaşınızla iletişim eksikliğiniz mazeret olarak kabul edilmeyecektir. 4. Laboratuvar değerlendirmesi %20 olarak alınacaktır. Laboratuvar notu deneylerdeki performansa, doğru sonuçlara, defter düzenine ve (olursa) projeye göre belirlenecektir. Performans notu deney sırasında sorulan sorularla belirleneceği için hazırlıklı gelmeniz faydanıza olacaktır. 5. Deney föylerini ister çıktı alarak, isterseniz de cep telefonu, tablet vb. cihazlarınızdan takip edebilirsiniz. 5. 2 (iki) deney yapmayan öğrenci dersten kalacaktır. 6. Gruplar belirlendikten sonra değişiklik yapılmayacaktır. 7. Deney yapılırken, deney setlerinin üzerinde çanta, su, hırka vb. eşyalar olmamalıdır. Elektrik-Elektronik
Ölçmeler
( Deney no:1
Bilecik(Bilgi:
Üniversitesi
Devre Bilecik
Laboratuvarı
föyü kaynak
CBU E-E Müh. Bölümü,
E-E Deneyleri
Ölçmeler Deneyleri
(2. Kısım)
Bu deneyler,
Üniversitesi
Devre alınarak
oluşturulmuştur.)
Laboratuvarı kaynak alınarak
oluşturulmuştur.)
Bilecik beyh Edebali Üniversitesi
EEM209
Devre LaboratuarŦ
DENEY NO 1
OSøLOSKOP KULLANARAK GENLøK VE SIKLIK ÖLÇÜMÜ
1. DENEYøN AMACI
Bu deneyde amaç, Elektrik-Elektronik Mühendisli÷i’nde en çok kullanÕlan ölçü aygÕtlarÕndan birisi
olan Osiloskop’un tanÕtÕlmasÕ, osiloskop kullanarak çeúitli dalga biçimlerinin genlik, sÕklÕk (frekans),
dönem (period) gibi özelliklerinin ölçülmesidir.
KullanÕlan Alet ve Malzemeler:
1. Sinyal jeneratörü
2. Osiloskop
2. DENEYLE øLGøLø TEORøK BøLGøLER
2.1. Osiloskop YapÕsÕ: Osiloskop, giriúine uygulanan gerilimin zamanla de÷iúimini ekranÕnda
gösterebilen bir ölçü aygÕtÕdÕr. YapÕsal ve iúlevsel açÕdan osiloskop 4 ana kattan oluúur. Bunlar;
Görüntü birimi, Yatay saptÕrma katÕ, Düúey saptÕrma kat(lar)Õ ve Tetikleme katÕ’dÕr.
ùekil 1: Osiloskop yapÕsÕnda yer alan katlar ve iliúkileri
2.1.1. Görüntü birimi: YapÕsÕnda bir Katot IúÕnlÕ Tüp (Cathode Ray Tube: CRT) yer alÕr.
Katot ÕúÕnlÕ tüpün ilkesek biçimi ùekil-2 (a)’da, ekranÕnÕn ön görünüúü ise ùekil-2 (b)’de
verilmiútir.
Katot ÕúÕnlÕ tüpün katodu bir flaman yardÕmÕyla ÕsÕtÕlarak, atomik yapÕsÕnda yer alan serbest
elektronlarÕn kolayca kopmasÕ sa÷lanÕr. Bu serbest elektronlar anota uygulanan yüksek (+)
potansiyelli gerilim yardÕmÕyla anota (dolayÕsÕyla ekrana) do÷ru büyük bir hÕzla çekilirler.
YukarÕdaki ilkesel yapÕda gösterilmemiú olan ve yine katota göre (+) potansiyele sahip olan
hÕzlandÕrma ve odaklama ÕzgaralarÕ yardÕmÕyla elektronlar anotta yer alan ekran yüzeyinin tam
orta noktasÕna gönderilir. EkranÕn iç yüzeyine kaplanmÕú olan fluoresans madde, üzerine
elektronlar çarptÕ÷Õnda ÕúÕma yapar ve ekranÕ izleyen kiúi tarafÕndan parlak bir nokta olarak
görülür.
2015-2016
Yarıyılı
2014-2015 Bahar
Öğretim
Yılı (Güz)
2012-2013 ÖŒretim YŦlŦ | Güz Dönemi
CBU
E-E Müh. Bölümü,
E-E Deneyleri
Ölçmeler Deneyleri
(2. Kısım)
Elektrik-Elektronik
Ölçmeler
( Deney no:1
Bilecik Üniversitesi Devre Laboratuvarı föyü kaynak alınarak
Bilecik beyh Edebali Üniversitesi
EEM209 Devre LaboratuarŦ
oluşturulmuştur.)
ùekil 2: Katot ÕúÕnlÕ tüpün ilkesel yapÕsÕ ve ekranÕnÕn ön görünüúü
2.1.2. Yatay saptÕrma: Düúey ve yatay saptÕrma levhalarÕnÕn iúlevleri, her bir çiftin
kendilerine uygulanan farklÕ elektriksel potansiyeller sonucu aralarÕnda oluúacak olan elektrik
alanÕ yardÕmÕyla, tam ortalarÕndan geçen elektronlarÕ uygun yönde ve uygun oranda saptÕrarak
ekranda belirli bir noktaya yönlendirmektir. Her iki levha çiftine de herhangi bir gerilim
uygulanmadÕ÷Õnda, elektron bene÷i ekranÕn tam ortasÕnda görülecektir. ùekil-3’te, düúey ve
yatay saptÕrma levha çiftlerinin birine ya da her ikisine ve farklÕ yönlerde zamanla de÷iúmeyen
gerilimler uygulandÕ÷Õnda, ekranda görülecek olan görüntüler verilmiútir.
Düúey saptÕrma levhalarÕna herhangi bir gerilim uygulanmadÕ÷ÕnÕ, sadece yatay saptÕrma
levhalarÕna gerilim uygulandÕ÷ÕnÕ düúünelim. Örne÷in, ekrana önden bakÕldÕ÷Õnda sa÷da yer
alan levhaya, soldakine göre daha (+) olacak biçimde sabit (zamanla de÷iúmeyen) bir gerilim
uygulandÕ÷Õnda, oluúacak elektrik alanÕ, elektron bene÷ini ekranÕn tam ortasÕna de÷il, biraz
daha sa÷a do÷ru yönlendirir (ùekil-3 (a)). Belirtilen yönde, yatay saptÕrma levhalarÕ arasÕna
uygulanan gerilimin úiddeti arttÕrÕldÕ÷Õnda sapma oranÕ da aynÕ yönde ve biraz daha fazla
olacaktÕr.
Yatay saptÕrma levhalarÕna gerilim uygulanmayÕp, sadece düúey saptÕrma levhalarÕna gerilim
uygulanÕrsa, uygulanan gerilimin yönüne ve úiddetine ba÷lÕ olarak elektron bene÷i düúey
do÷rultuda yer de÷iútirir (ùekil 3 (b)).
E÷er her iki levha çiftine de gerilim uygulanÕrsa, yine yön ve úiddetlerine ba÷lÕ olarak,
elektron bene÷i ekran düzleminde farklÕ bir yer alÕr (ùekil 3 (c)).
ùekil 3: Düúey ve yatay saptÕrma levhalarÕna uygulanan gerilimlerin elektron bene÷ini saptÕrmasÕ
2015-2016
Yarıyılı
2014-2015 Bahar
Öğretim
Yılı (Güz)
2012-2013 ÖŒretim YŦlŦ | Güz Dönemi
CBU E-E Müh. Bölümü,
E-EDeneyleri
Ölçmeler (Deneyleri
(2. Kısım)
Elektrik-Elektronik
Ölçmeler
Deney no:1
Bilecik Üniversitesi Devre Laboratuvarı föyü kaynak alınarak
oluşturulmuştur.)
Bilecik
beyh Edebali Üniversitesi
EEM209 Devre LaboratuarŦ
E÷er düúey saptÕrma levhalarÕna herhangi bir gerilim uygulanmamÕúken, yatay saptÕrma
levhalarÕna zamanla de÷iúimi ùekil 4 (a)’da verilen testere diúi (rampa) biçimli bir gerilim
uygulanÕrsa, levhalar arasÕndaki gerilim her an farklÕ olaca÷Õndan, katottan fÕrlayarak ekrana
do÷ru ilerleyen ve birbirini izleyen elektronlarÕ etkileyen elektrik alanÕ da zaman içinde farklÕ
olacaktÕr. Bu durum, farklÕ anlarda ekrana ulaúan elektronlarÕn farklÕ noktalara çarpmalarÕna
neden olur. E÷er uygulanan gerilimin zamanla de÷iúim hÕzÕ (sÕklÕ÷Õ) çok küçük ise, bu durum
ekranda yatay yönde ilerleyen bir nokta olarak gözlenir (ùekil 4 (b)). Ancak iúaretin sÕklÕ÷Õ
(frekansÕ) gözün izleyebilece÷inden daha hÕzlÕ ise, ekrana ulaúan elektronlar ekranda yatay bir
çizgi olarak görülür (ùekil 4 (c)). Yatay saptÕrmaya uygulanan testere diúi gerilimin sÕklÕ÷Õ,
Tarama FrekansÕ ya da Tarama HÕzÕ olarak da anÕlÕr. Tarama frekansÕ de÷iútirilerek ekrandaki
görüntünün daha geniú ya da daha dar bir yatay uzunluk kaplamasÕ sa÷lanabilir.
ùekil 4: Yatay saptÕrmaya uygulanan testere diúi gerilimin sÕklÕ÷ÕnÕn ekrandaki görüntüye etkisi
2.1.3. Düúey saptÕrma: Düúey saptÕrma katÕ, ölçülmek ya da incelenmek istenen iúaretin
osiloskoba uygulandÕ÷Õ giriú katÕdÕr. Her osiloskopta en az bir adet düúey saptÕrma katÕ yer alÕr.
Uygulamada en yaygÕn olarak iki giriúli aygÕtlar kullanÕlmakla birlikte, özel amaçlÕ çok giriúli
osiloskoplar da vardÕr. Yatay saptÕrma katÕndakine benzer biçimde, sadece düúey saptÕrma
levhalarÕna uygulanacak gerilimler ekrana oluúan elektron bene÷inin düúey yöne sapmasÕnÕ
sa÷lar.
Osiloskobun giriúine (düúey saptÕrma katÕna) sinüs biçimli, yatay saptÕrma katÕna da sinüs ile aynÕ
frekansta bir testere diúi gerilimin uygulandÕ÷ÕnÕ var sayalÕm. Elektron bene÷i yatay saptÕrmaya
uygulanan iúaretin hÕzÕna ba÷lÕ olarak ekranÕn sol yanÕndan sa÷a do÷ru sabit bir hÕzla ilerlerken,
aynÕ anda düúey saptÕrma levhalarÕna uygulanan gerilimin anlÕk de÷erlerine ba÷lÕ olarak yukarÕya
ya da aúa÷Õya do÷ru sapma gösterir. Bu durumda ekranda giriúe uygulanan gerilimin zamanla
de÷iúimi yatayda tüm ekranÕ kaplayacak biçimde görülür (ùekil 5)
2015-2016
Yarıyılı
2014-2015 Bahar
Öğretim
Yılı (Güz)
2012-2013 ÖŒretim YŦlŦ | Güz Dönemi
Elektrik-Elektronik
Ölçmeler
Deney no:1
Bilecik Üniversitesi Devre Laboratuvarı föyü kaynak alınarak
CBU E-E Müh. Bölümü,
E-EDeneyleri
Ölçmeler (Deneyleri
(2. Kısım)
Bilecik beyh Edebali Üniversitesi
EEM209 Devre LaboratuarŦ
oluşturulmuştur.)
ùekil 5: Osiloskop ekranÕnda oluúan görüntü
Giriú iúaretinin sÕklÕ÷Õ ile tarama hÕzÕ birbirine eúit de÷ilse, ekranda giriú iúaretinin sadece tam
bir dönemi (periyodu) görülmez. E÷er ekranda giriú iúaretinin birkaç döneminin görülmesi
isteniyorsa, tarama hÕzÕ kademeli olarak azaltÕlÕr. Böylece, yatay tarama henüz bir kez
tamamlanmadan, yani elektron bene÷i henüz ekranÕn sa÷ yanÕna ulaúmadan, ona göre daha
hÕzlÕ olan giriú iúareti bir periyottan daha fazla ilerler ve ekranda izlenebilir. Tersine, tarama
hÕzÕ artÕrÕlarak, ekranda giriú iúaretinin bir periyottan daha az bir bölümü de incelenebilir.
2.1.4. Tetikleme birimi: Osiloskop ekranÕnda elde edilen görüntünün sürekli aynÕ kalabilmesi
için, her tarama iúaretinin baúlangÕç noktasÕnda giriúe uygulanan gerilimin belirli bir anlÕk
de÷erde olmasÕ gerekir. Aksi durumda her taramada giriú iúareti farklÕ bir anlÕk de÷erden
baúlayaca÷Õndan, ekranda dura÷an de÷il, kayan bir görüntü elde edilir. øúte tetikleme biriminin
iúlevi, giriú iúaretinden örnekler alarak, her tarama baúlangÕcÕnda yatay saptÕrma levhalarÕna
uygulanan testere diúi biçimli iúaretin en küçük de÷erinden baúlatÕlmasÕnÕ sa÷lamaktÕr.
2.2. Osiloskop Ön Panelinde Yer Alan BazÕ Dü÷me Ve AnahtarlarÕn øúlevleri:
2.2.1. Görüntü katÕ: Görüntü katÕyla ilgili denetim iúlevleri aúa÷Õdaki dü÷me ve anahtarlar
yardÕmÕyla gerçekleútirilir:
Power: Osiloskobun açma/kapama iúlevini yerine getirir.
Inten: Ekrandaki görüntünün parlaklÕ÷ÕnÕ ayarlar.
Focus: Ekrandaki görüntünün netli÷ini ayarlar.
Illum: EkranÕn dÕú yüzeyini aydÕnlatÕr.
Trace Rotation: Bir tornavida kullanÕlarak, yatay eksenin yere parallel olmasÕ ayarÕnÕ
gerçekleútirir.
2.2.2. Yatay saptÕrma katÕ: Yatay saptÕrma ile ilgili olarak aúa÷Õda ad ve iúlevleri sÕralanan
anahtar ve dü÷meler kullanÕlÕr:
2015-2016
Yarıyılı
2014-2015 Bahar
Öğretim
Yılı (Güz)
2012-2013 ÖŒretim YŦlŦ | Güz Dönemi
Elektrik-Elektronik
Ölçmeler
Deney no:1
CBU E-E Müh. Bölümü,
E-EDeneyleri
Ölçmeler (Deneyleri
(2. Bilecik
Kısım) Üniversitesi Devre Laboratuvarı föyü kaynak alınarak
Bilecik beyh Edebali Üniversitesi
EEM209 Devre LaboratuarŦ
oluşturulmuştur.)
TIME/DIV: Bu çok konumlu seçici anahtar, yatay saptÕrma uygulanan tarama iúaretinin
sÕklÕ÷ÕnÕ kademeli olarak de÷iútirir. AnahtarÕn gösterdi÷i de÷er, elektron bene÷inin yatay
eksende bir kare (Div) sapmasÕnÕn karúÕlÕ÷ÕdÕr. Örne÷in; Time/Div anahtarÕnÕn 1 ms önünde
olmasÕ, elektron bene÷inin yatay ekseninde 1 Div (1 cm) uzunlu÷undaki ilerlemesinin 1 ms
sürdü÷ünü gösterir. BazÕ özel uygulamalarda, yatay tarama için osiloskop içinde üretilen
testere diúi biçimli gerilim yerine dÕúarÕdan bir baúka iúaret kullanÕlmasÕ gerekebilir. Bu
durumda Time/Div çok konumlu seçici anahtar son konumu olan Ext. Hor. (External
Horizontal: DÕúarÕdan Yatay) ya da X-Y konumuna getirilir. Bu durumda, yatay saptÕrmaya
uygulanmak istenen iúaret CH1(X) giriúine, düúey saptÕrmaya uygulanmak istenen iúaret
ise CH2(Y) giriúine uygulanÕr.
Variable: Bu potansiyometrenin iúlevi, yatay saptÕrma katÕna uygulanan tarama iúaretinin
hÕzÕnÕ (tarama sÕklÕ÷ÕnÕ) sürekli ayarlayabilmektir. Bu potansiyometrenin de saat ibresi
yönündeki son ayar noktasÕ duyarlÕ bir anahtar konumundadÕr ve bu konum Cal’d
(Calibrated: ölçeklenmiú) olarak adlandÕrÕlmÕútÕr. E÷er ekrandan yatay sapma (dönem:
period) ile ilgili ölçüm alÕnacaksa, VAR dü÷mesi mutlaka Cal’d konumunda olmalÕdÕr.
VAR dü÷mesi dÕúarÕya do÷ru çekildi÷inde, yatay tarama hÕzÕ 10 kat küçültülür. Bu
durumda ekrandaki görüntünün düúey uzunlu÷u 10 kat büyütülmüú olur.
Position: Yatay saptÕrma levhalarÕna uygulanan gerilim üzerine (+) ya da (-) iúaretli bir
DC gerilim eklenerek, ekrandaki görüntünün tümüyle sa÷a ya da sola do÷ru kaydÕrÕlmasÕ
sa÷lanÕr.
2.2.3. Düúey saptÕrma katÕ: Düúey saptÕrma (Giriú) katÕna iliúkin ayarlamalarda aúa÷Õdaki
dü÷me ve anahtarlar kullanÕlÕr.
Çok kanallÕ (giriúli)
osiloskoplarda (CH1, CH2), her giriú için aúa÷Õdaki dü÷me ve anahtarlar ayrÕ ayrÕ
bulunmalÕdÕr.
AC/Gnd/DC: Bu üç konumlu seçici anahtar, o giriúe uygulanan iúaretin ekrana gönderiliú
biçimini belirler. Gnd konumunda, giriúe uygulanan iúaret düúey saptÕrma levhalarÕndan
ayrÕlÕr ve levhalarÕn her ikisi de toprak potansiyeline getirilir. Böylelikle giriúte bir iúaret
olmasÕna karúÕn, ekrana sÕfÕr de÷erinde bir iúaret gönderilerek inceleme öncesi görüntünün
ekranda almasÕ istenen konum ayarlanabilir. DC konumunda, giriúe uygulanan iúaret hiçbir
iúleme u÷ramadan (varsa AC ve DC bileúenleri ile birlikte) ekrana gönderilir. AC
konumunda ise, giriú iúaretinin ortalama de÷er (DC) bileúeni süzülerek ekrana sadece
de÷iúken (AC) bileúeni gönderilir.
2015-2016
Yarıyılı
2014-2015 Bahar
Öğretim
Yılı (Güz)
2012-2013 ÖŒretim YŦlŦ | Güz Dönemi
Elektrik-Elektronik
Ölçmeler
Deney no:1
Bilecik Üniversitesi Devre Laboratuvarı föyü kaynak alınarak
CBU E-E Müh. Bölümü,
E-EDeneyleri
Ölçmeler (Deneyleri
(2. Kısım)
Bilecik beyh Edebali Üniversitesi
EEM209 Devre LaboratuarŦ
oluşturulmuştur.)
VOLTS/DIV: Bu çok konumlu seçici anahtar, düúey saptÕrma katÕnda yer alan
kuvvetlendiricinin kazancÕnÕ kademeli olarak de÷iútirir. AnahtarlarÕn gösterdi÷i de÷er,
elektron bene÷inin düúey eksende bir kare (Div) sapmasÕnÕn gerilimsel karúÕlÕ÷ÕdÕr.
Örne÷in; Volts/div anahtarÕnÕn 1 Volt önünde olmasÕ, ekranÕn düúey ekseninde 1 Div (1
cm) uzunlu÷undaki sapmasÕnÕn 1 Volt gerilime karúÕlÕk oldu÷unu gösterir. Bu seçici
anahtarÕn merkezinde kademesiz (sürekli) ayarlanabilen ve üzerinde VAR yazan
potansiyometre ise, giriú katÕndaki kuvvetlendiricinin kazancÕnÕ sürekli ayarlayabilmek
olana÷ÕnÕ verir. Bu potansiyometrenin saat ibresi yönündeki son ayar noktasÕ duyarlÕ bir
anahtar
konumundadÕr
ve
bu
konum
Cal’d
(calibrated:
ölçeklenmiú)
olarak
adlandÕrÕlmÕútÕr. Bu dü÷menin iúlevi, üzerinden ölçüm yapmamak koúulu ile, görüntünün
daha ayrÕntÕlÕ izlenecek biçimde ekranda görünmesini sa÷lamaktÕr. E÷er ekrandan düúey
sapma(genlik) ile ilgili ölçüm alÕnacaksa, VAR dü÷mesi mutlaka Cal’d konumunda
olmalÕdÕr. VAR dü÷mesi dÕúarÕya do÷ru çekildi÷inde, o giriúe iliúkin yükseltecin kazancÕ 5
katÕna çÕkarÕlabilir. Bu durumda ekrandaki görüntünün düúey büyüklü÷ü de 5 kat
büyütülmüú olur.
Position: ølgili giriúe uygulanan gerilim üzerine (+) ya da (-) iúaretli bir DC gerilim
eklenerek, ekrandaki o giriúe iliúkin görüntünün tümüyle yukarÕya ya da aúa÷Õya do÷ru
kaydÕrÕlmasÕ sa÷lanÕr.
i. Tetikleme birimi: Tetikleme birimi ve Tarama Modu ile ilgili olarak aúa÷Õda ad ve
iúlevleri sÕralanan anahtar ve dü÷meler kullanÕlÕr:
Level: Ekranda görülmek istenen görüntünün, ekranÕn sol yanÕnda, giriúe
uygulanan iúaretin hangi anlÕk de÷erinden baúlamasÕ gerekti÷ini ayarlar. Giriú
iúareti ile tarama iúaretinin eúzamanlÕlÕ÷ÕnÕn (senkronizasyonunun) olmamasÕ,
ekrandaki görüntünün dura÷an olmamasÕna, yani ekranda kayan bir görüntü
olmasÕna neden olur.
Source: Bu üç konumlu seçici anahtar ile, tetikleme iúaretinin içeriden mi (Int.),
dÕúarÕdan mÕ (Ext) yoksa úebeke geriliminden mi (Line) alÕnaca÷Õ belirtilir.
Int. Trig. (Internal Trigger: øçeriden Tetikleme): Birden çok giriú iúaretinin
izlenmesi durumunda, tetikleme iúaretinin hangi giriúten üretilmesi gerekti÷inin
seçimini yapar.
Ext. Trig. (External Trigger: DÕúarÕdan Tetikleme): E÷er tetikleme için
dÕúarÕdan ve ayrÕ bir iúaret kullanÕlmasÕ gerekirse, bu ba÷lantÕ giriúi
kullanÕlmalÕdÕr.
Slope: Tetikleme iúaretinin e÷iminin seçimi için kullanÕlÕr.
Vert Mode (Vertical Mode: Düúey ÇalÕúma Modu): 5 ayrÕ tuútan birinin
basÕlmasÕyla, düúey moda ekranda görülmesi istenen iúaret belirlenir:
2015-2016
Yarıyılı
2014-2015 Bahar
Öğretim
Yılı (Güz)
2012-2013 ÖŒretim YŦlŦ | Güz Dönemi
CBU E-E Müh. Bölümü,
E-E Deneyleri
Ölçmeler Deneyleri
(2. Kısım)
Elektrik-Elektronik
Ölçmeler
( Deney no:1
Bilecik Üniversitesi Devre Laboratuvarı föyü kaynak alınarak
Bilecik beyh Edebali
Üniversitesi
EEM209 Devre LaboratuarŦ
oluşturulmuştur.)
•
Ch1: Ekranda sadece 1. giriúe uygulanan iúaretin izlenmesini sa÷lar.
•
Ch2: Ekranda sadece 2. giriúe uygulanan iúaretin izlenmesini sa÷lar.
•
Alt: Ekranda her iki giriúe uygulanan iúaretlerin sÕra ile taranarak
birlikte izlenmesini sa÷lar.
•
Chop: Ekranda her iki giriúe uygulanan iúaretlerin birlikte taranarak
birlikte izlenmesini sa÷lar.
•
Add: Ekranda 1. ve 2. giriúe uygulanan iúaretlerin toplamÕnÕn bir
iúaret olarak izlenmesini sa÷lar.
2.3. Çeúitli Dalga Biçimleri
Bilindi÷i gibi pil, akümülatör,… vb. gerilim kaynaklarÕnÕn ürettikleri gerilim ve akÕmlar (DC) zamanla
de÷iúim göstermeyen büyüklüklerdir. DC ölçen Voltmetre veya Ampermetreler kullanÕlarak kolaylÕkla
ölçülebilirler. Oysa Sinüs, Kare, Üçgen,… vb. dalga biçimleri zamana ba÷lÕ olarak de÷iúirler. Bu tür
dalga biçimleri için, DC iúaretlerden farklÕ olarak Ani De÷er, Tepe De÷er, Tepeden Tepeye De÷er,
Ortalama De÷er ve Etkin De÷er gibi tanÕmlamalar yapÕlÕr. Sinüs, Kare ve Üçgen biçimli gerilimlerin
etkin de÷erleri ile tepe de÷erleri arasÕndaki do÷rusal iliúki aúa÷Õdaki çizelgede verilmiútir.
Dalga Biçimi
Tepe De÷er
VT (V)
Tepeden Tepeye De÷er
VTT (V)
Etkin De÷er
Vet
Sinüs
Kare
A
A
2A
2A
A/¥2
A
Üçgen
A
2A
A/¥3
Bu de÷erlerden bazÕlarÕ (ortalama ve etkin de÷er gibi) uygun ölçü aletleri kullanÕlarak ölçülebilir ancak
bu ölçü aletleri bize ölçülen gerilim ya da akÕm biçimi, tepe de÷eri, tepeden tepeye de÷eri veya ani
de÷eri hakkÕnda bir bilgi veremez. Bütün bunlarÕn dÕúÕnda, de÷iúken bir gerilimin SÕklÕk (Frekans) ya
da Dönem (Periyot) ‘inin bir ampermetre veya voltmetre ile ölçülmesi olanaksÕzdÕr.
øúte Osiloskop kullanÕmÕ böyle durumlarda avantaj sa÷lamaktadÕr. Osiloskoplar gerilim ölçen
aygÕtlardÕr. Yani devredeki her hangi iki dü÷üm arasÕna (tÕpkÕ voltmetre gibi) paralel ba÷lanÕrlar ve o
iki nokta arasÕndaki gerilimin biçimini ekranlarÕna yansÕtÕrlar. Osiloskop üzerinde yer alan kademeli
seçici anahtarlarÕn (komütatörlerin) kademe de÷erleri ve ölçeklendirilmiú ekrandaki dalga biçimi
de÷erlendirilerek, daha önce söz edilen büyüklüklerin ölçülmesi sa÷lanÕr.
Osiloskop ekranÕnÕn yatay ekseni (X ekseni) zamanÕ, düúey ekseni (Y ekseni) ise gerilimi
göstermektedir. Osiloskobun yatay tarama hÕzÕnÕ gösteren TIME/DIV kademeli anahtarÕnÕn gösterdi÷i
de÷er; yatay eksende bir kare uzunlu÷un (div) karúÕlÕk geldi÷i zamanÕ gösterir.
2015-2016
Yarıyılı
2014-2015 Bahar
Öğretim
Yılı (Güz)
2012-2013 ÖŒretim YŦlŦ | Güz Dönemi
CBU E-E Müh. Bölümü,
E-E Deneyleri
Ölçmeler Deneyleri
(2. Kısım)
Elektrik-Elektronik
Ölçmeler
( Deney no:1
Bilecik Üniversitesi Devre Laboratuvarı föyü kaynak alınarak
Bilecik beyh Edebali Üniversitesi
EEM209 Devre LaboratuarŦ
oluşturulmuştur.)
Osiloskoplarda ço÷unlukla ekranda aynÕ anda iki gerilimi birlikte görebilmeyi sa÷lamak amacÕyla iki
adet giriú ve iki adet düúey saptÕrma katÕ (iki adet Y kanalÕ) yer alÕr. Böyle durumlarda her iki iúaretin
yatay saptÕrmalarÕ (Time/Div) birlikte de÷iúmesine karúÕn her ikisinin düúey saptÕrmalarÕ ayrÕ ayrÕ
de÷iútirilebilir. Yatay saptÕrmadakine benzer biçimde, düúey saptÕrmaya ait VOLT/DIV kademeli
anahtarlarla seçilen de÷erler, o kanaldaki gerilim için, ekrandaki 1 birimlik (1 Div) uzunlu÷un kaç
Volt de÷erine karúÕlÕk geldi÷ini gösterir. Örne÷in; 1. kanalÕn Volt/Div komütatörü 1 V, 2. kanalÕn
Volt/Div komütatörü 5 V de÷erini gösteriyorsa, ekrandaki düúey do÷rultudaki (Y ekseni) 1 Div (1 cm)
uzunlu÷un, 1. kanaldaki iúaret için 1 Volt, 2. kanaldaki iúaret için ise 5 Volt’a karúÕlÕk geldi÷ini
belirtmektedir.
3. DENEYøN YAPILIùI
3.1. Zamanla De÷iúmeyen (DC) Gerilimlerde Genlik Ölçülmesi
3.1.1. SayÕsal Voltmetreyi DC kayna÷Õn çÕkÕúÕna paralel ba÷layarak, kaynak çÕkÕúÕnÕn 1 Volt olmasÕnÕ
sa÷layÕnÕz.
3.1.2. Osiloskopun 1. kanalÕnÕ GND konumuna getirerek ekrandaki görüntüyü (yatay düz çizgi)
ekranÕn en altÕndaki ölçü çizgisi ile çakÕútÕrÕnÕz.
3.1.3. Osiloskopun 1. kanalÕnÕn giriúini DC güç kayna÷ÕnÕn çÕkÕúÕna ba÷layÕnÕz.
3.1.4. 1. kanalÕn Volt/Div anahtarÕnÕ 0.2 Volt/Div kademesine getiriniz ve kanal giriúini DC konumuna
alÕnÕz.
3.1.5. Ekranda görülen görüntünün düúey yönde sapma miktarÕnÕ (Div) ölçünüz. Bu de÷eri Volt/Div
kademesinin gösterdi÷i de÷erle çarparak DC gerilin de÷erini hesaplayÕnÕz.
3.1.6. Aúa÷Õda verilen Çizelge-1’i kullanarak, aynÕ iúlemi 2.5 V, 4.5 V ve 8.3 V için tekrarlayÕnÕz.
Çizelge 1
SayÕsal Voltmetre
Volt/Div Kademesi
Görüntünün SapmasÕ
Osiloskop Ölçümü
1.0 V
0.2
5.0
1.0 V
2.5 V
4.5 V
8.3 V
3.2. Zamanla De÷iúen (AC) Gerilimlerde Genlik Ölçülmesi
3.2.1. Fonksiyon üretecini Sinüs biçimine ve frekansÕnÕ (yaklaúÕk) 1 kHz’e ayarlayÕnÕz. 1. kanal giriúi
GND konumunda iken görüntüyü ekranÕn ortasÕndaki yatay ölçek çizgisi ile çakÕútÕrÕnÕz ve fonksiyon
üretecinin çÕkÕúÕnÕ osiloskopun 1. kanal giriúine ba÷layÕnÕz.
3.2.2. Osiloskopun 1. kanal düúey saptÕrmasÕnÕ 0.5 Volt/Div konumuna getiriniz.
2015-2016
Yarıyılı
2014-2015 Bahar
Öğretim
Yılı (Güz)
2012-2013 ÖŒretim YŦlŦ | Güz Dönemi
Elektrik-Elektronik
Ölçmeler
( Deney no:1
Bilecik Üniversitesi Devre Laboratuvarı föyü kaynak alınarak
CBU E-E Müh. Bölümü,
E-E Deneyleri
Ölçmeler Deneyleri
(2. Kısım)
Bilecik beyh Edebali Üniversitesi
EEM209 Devre LaboratuarŦ
oluşturulmuştur.)
3.2.3. Ekranda görülen Sinüs biçimli iúaretin tepeden tepeye de÷erini 6 birim (Div) olacak úekilde,
fonksiyon üretecin çÕkÕú genli÷ini ayarlayÕnÕz. Bu durumda ölçülen gerilimin de÷eri, VTT=0.5
Volt/Div*6 Div = 3 Volt olacaktÕr. Bu de÷eri kullanarak aynÕ gerilimin Tepe De÷erini (VT) ve Etkin
De÷erini (Vet) hesaplayarak Çizelge-2’ye yerleútiriniz.
3.2.4. Fonksiyon üretecin çÕkÕúÕna sayÕsal voltmetreyi ba÷layarak, gerilimin etkin de÷erini ölçünüz ve
osiloskop kullanarak ölçülen de÷er ile karúÕlaútÕrÕnÕz.
3.2.5. FarklÕ de÷erli sinüsler, kare ve üçgen dalgalar için yukarÕdaki iúlemleri tekrarlayarak Çizelge
2’yi doldurunuz.
Çizelge 2
Volt/Div
Sapma (Div)
VTT (V)
VT (V)
VTet (V)
SayÕsal Voltmetre (V)
3
5
SøNÜS
8
10
3
5
KARE
8
10
3
5
ÜÇGEN
8
10
3.3. Zamanla De÷iúen (AC) Gerilimlerde Dönem (Periyot) ve SÕklÕk (Frekans) Ölçülmesi
3.3.1. Fonksiyon üretecini sinüs biçimli ve VTT=3 V olacak biçimde ayarlayÕnÕz.
3.3.2. Frekans sayÕcÕ (Frekansmetre) yardÕmÕyla çÕkÕú frekansÕnÕ 100 Hz de÷erine ayarlayÕnÕz ve
osiloskopun 1. kanalÕna uygulayÕnÕz.
3.3.3. Time/Div kademeli anahtarÕnÕ uygun bir konuma getirerek, ekranda bir periyodun tam olarak
görünmesini sa÷layÕnÕz.
3.3.4. Bu durumda bir periyodun yatay eksende kaç kare (Div) uzunlu÷unda oldu÷unu belirleyerek
iúaretin periyodunu hesaplayÕnÕz.
2015-2016
Yarıyılı
2014-2015 Bahar
Öğretim
Yılı (Güz)
2012-2013 ÖŒretim YŦlŦ | Güz Dönemi
CBU E-E Müh. Bölümü,
E-EDeneyleri
Ölçmeler (Deneyleri
(2. Kısım)
Elektrik-Elektronik
Ölçmeler
Deney no:1
Bilecik Üniversitesi Devre Laboratuvarı föyü kaynak alınarak
Bilecik beyh Edebali Üniversitesi
EEM209 Devre LaboratuarŦ
oluşturulmuştur.)
3.3.5. f= 1/T ba÷lantÕsÕndan yararlanarak frekansÕ hesaplayÕnÕz ve bu de÷erleri Çizelge-3’te yerine
yazÕnÕz.
3.3.6. FarklÕ frekanslar için (1.5 kHz, 4.8 kHz, 12 kHz, 25 kHz) aynÕ iúlemleri tekrarlayarak Çizelge3’ü doldurunuz.
3.3.7. Frekansmetrenin gösterdi÷i de÷erlerle, osiloskop kullanarak ölçtü÷ünüz frekans de÷erlerini
karúÕlaútÕrÕnÕz.
Çizelge 3
Frekansmetre (Hz)
Time/Div
Dönem (Div)
Dönem (s)
SÕklÕk (Hz)
100 Hz
1500 Hz
4800 Hz
12000 Hz
25000Hz
4. RAPORDA øSTENENLER
4.1. Her üç ölçümde elde edilen sonuçlarÕ çizelge biçiminde yazÕnÕz.
4.2. Bir osiloskop ekranÕnda zamanla de÷iúen, periyodik bir iúaretin tepeden tepeye de÷eri 3.4 birim
(Div) ve osiloskopun ilgili kanalÕnÕn Volt/Div komütatörü 5 kademesine ayarlÕ ise; Sinüs, Kare ve
Üçgen biçimli (aynÕ VTT de÷erine sahip) iúaretler için VT ve VTet de÷erlerini ayrÕ ayrÕ hesaplayÕnÕz.
4.3. 10 kHz frekanslÕ bir sinüs dalgasÕnÕn periyodunun osiloskop ekranÕnda 10 birim (Div)
uzunlu÷unda yer alabilmesi için Time/Div kademesi kaç olmalÕdÕr?
4.4. Time/Div ayarÕ 20 s/Div olan bir osiloskopun ekranÕnda, periyodu 6.3 birim (Div) uzunlu÷unda
olan bir kare dalga yer almaktadÕr. Bu kare dalganÕn periyodunu ve frekansÕnÕ hesaplayÕnÕz.
2015-2016
Yarıyılı
2014-2015 Bahar
Öğretim
Yılı (Güz)
2012-2013 ÖŒretim YŦlŦ | Güz Dönemi
CBÜ
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
ELEKTRİK ELEKTRONİK ÖLÇMELERİ
DENEY-2
KIRCHOFF’UN AKIMLAR VE GERİLİMLER YASALARI
Ön Bilgi: Bir elektrik devresinde hem seri, hem de paralel bağlanmış dirençler varsa, Ohm ve
Kirchoff kanunları birlikte kullanılarak devredeki akım ve gerilimler hesaplanabilir. Aşağıdaki
devrede(Şekil 1) R2 ve R3 dirençleri birbirleriyle paralel bağlanmışlardır. Bu paralel bağlantı, R1 Ve
R4 dirençleri ile seri bağlanmıştır.
IK = I1 = I4 = I2+ I3 (Kirchoff’un A. K. )
VK = V1 + V2 + V4 (Kirchoff’un G. K. )
( V2 = V3 )
Eşitlikleri yazılabilir. Ayrıca Tellegen teoremine
göre, Kaynaktan çekilen güç dirençler üzerinde
harcanan güçlerin toplamına eşittir.
Şekil 1
Deneyde Kullanılacak Cihaz ve Malzemele (Güç kaynağı haricindekileri öğrenci getirecek):
1 Adet DC güç kaynağı
1 Adet Multimetre
1 Adet Breadboard
1 Adet 2.2 KΩ direnç
1 Adet 270 Ω direnç
1 Adet 100 Ω direnç
1 Adet 1KΩ direnç
ÖN ÇALIŞMA: Şekil 1’deki devrede, VK =12 V , R1 = 1 KΩ, R2 = 270 Ω, R3 = 100 Ω, R4 = 2.2 KΩ
seçerek;
a)
b)
c)
d)
Kaynak akımını,
Her bir dirençten geçen akımı,
Her bir direnç üzerindeki gerilimi,
Her bir elemanın gücünü ayrı ayrı hesaplayarak Tablo 1’de gerekli yerlere yazınız.
ÖNEMLİ NOT:
Deneye kabul için, mutlaka ön çalışmanın her deney grubu tarafından yapılması gerekmektedir.
İSTENENLER: Ön çalışmanın yapıldığını gösteren hesaplamalar ve Tablo 1’de gerekli yerlerin
doldurulması.
1
Deneyin Yapılışı :
1. Şekil 1’deki devreyi, Ön Çalışmada verilen değerlerle kurunuz.
2. Her bir elemanın akımı ve gerilimi ayrı ayrı ölçüleceğinden her ölçümde,
Avometrenin(Multimetre) uygun konumda bulunduğundan ve uygun şekilde bağlandığından
emin olun.
(Akım ölçerken: DC Ampermetre kademesinde ve elemana seri bağlı olacak)
(Gerilim ölçerken: DC Voltmetre kademesinde ve elemana paralel bağlı olacak)
3. Her adımda kurduğunuz devreyi tekrar kontrol ettikten sonra gerilimi uygulayınız.
4. İstenen akım ve gerilim değerlerini her ölçmede değerleri, Tablo 1’de gerekli yerlere
kaydediniz.
5. Akım, Gerilim ve Güç değerlerini yazarken referans yönlerine dikkat ediniz.
Tablo 1
DENEY_2
(A)
DİRENÇLER
DEĞERİ
R1
1 KΩ
R2
270 Ω
R3
100 Ω
R4
2.2 KΩ
HESAPLAMA SONUCU
V(V)
I (mA)
P(mW)
DENEY SONUCU
V(V)
I (mA)
P(mW)
Sorular
1. Hesaplama ve Deney sonuçları ile Kirchoff’un Akımlar Yasasının sağlanıp sağlanmadığını ayrı ayrı
gösteriniz. En büyük farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri neler olabilir?
2. Hesaplama ve Deney sonuçları ile Kirchoff’un Gerilimler Yasasının sağlanıp sağlanmadığını ayrı
ayrı gösteriniz. En büyük farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri nelerdir?
3. Hesaplama ve Deney sonuçları ile Tellegen Yasasının sağlanıp sağlanmadığını ayrı ayrı gösteriniz.
En büyük farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri nelerdir?
2
CBÜ ÜNİVERSİTESİ
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
ELEKTRİK ELEKTRONİK ÖLÇMELERİ
DENEY-3
GERİLİM BÖLÜCÜ VE KÖPRÜ DEVRESİ
A. Yüklü ve Yüksüz Gerilim Bölücü Devrelerinin İncelenmesi
Ön Bilgi :
Gerilim bölücüler, dirençlerden oluşan ve genellikle güç kaynağının uçları arasına bağlanan
devrelerdir. İsminden de anlaşılacağı gibi, belirli bir gerilimden başka değerlerde gerilimler elde
etmekte kullanılırlar. Aşağıda Şekil 1’de dirençlerden oluşan bir gerilim bölücü devresi görülmektedir.
Şekil 1
Bu devreler basit ve ucuz olduklarından elektrik-elektronik alanında çeşitli uygulama alanlarına
sahiptirler. Güç kaynakları, ton kontrol devreleri, ses kontrol devreleri vb. devrelerde gerilim bölücüler
kullanılır.
Bu gerilim bölücü, değeri VK olan bir gerilim kaynağının uçlarına bağlandığında, çıkış geriliminin
değeri :
VO = VR2 = I K ⋅ R 2
=>
IK =
VK
R1 + R 2
=>
VO = VK
⋅
R2
R1 + R 2
olur.
Şekil 1’de görülen gerilim bölücü çıkışına herhangi bir yük bağlanmamış olduğu için, bu tip devrelere
yüksüz gerilim bölücü adı verilir.
Çıkışa yük bağlandığında ise, devre Şekil 2’deki durumu alır ve yüklü gerilim bölücü olarak
isimlendirilir.
1
Şekil 2
Bu durumda çıkış gerilimi :
VO = VK
⋅
(R 2 //R L )
R 1 + (R 2 //R L )
olarak formüle edilir.
(R 2 //R L ) değeri, R 2 değerine ne kadar yakın olursa, gerilim bölücü o kadar yüksüz durumdaki
çalışma koşullarına yakın ( yani az yüklenmiş) demektir. (R 2 //R L ) değerinin R 2 değerine yakın
olabilmesi için de R L >> R 2 olmalıdır.
Akımlar açısından durum değerlendirilirse I R1 akımı A noktasında iki kola ayrılmaktadır. R L ve R 2
dirençlerinin arasındaki ters orantıya göre üzerlerinden geçen akım belirlenecektir. R L direncinin, R 2
direncine göre çok çok büyük olması durumunda, I RL akımı I R2 akımından çok daha küçük olacaktır.
Devreye bağlanan yük devreden ne kadar az akım çekerse, devreyi o kadar az yüklüyor demektir. Buna
göre, bir devreye bağlanan yükün devreyi yüklemesi az ise, devrenin yüklü ve yüksüz durumlarındaki
çalışması hemen hemen aynı demektir.
Eğer R L yükü devreyi fazlaca yüklerse ( R L ≤ R 2 olması durumu veya R L ’nin R 2 ’den büyük ama
yakın değerli olması durumlarında ), (R 2 //R L ) değeri R 2 ’den oldukça küçük olacağından VO çıkış
gerilimi düşer. Bu durumda devrenin yüklü ve yüksüz çalışması arasında farklılık meydana gelir.
Deneyde Kullanılacak Cihaz ve Malzemeler :
1 Adet DC güç kaynağı
1 Adet Multimetre
1 Adet 2.2 KΩ direnç
1 Adet 100 KΩ direnç
2 Adet 1KΩ direnç
ÖN ÇALIŞMA : Şekil 1’deki devrede, VK =12 V , R1 = 1 KΩ, R2 = 1 KΩ seçerek
a) Çıkış gerilimini hesaplayınız. Tablo 1’e kaydedin.
2
Şekil 2’deki devrede, VK =12 V , R1 = 1 KΩ, R2 = 1 KΩ, ve R L = 2.2 KΩ seçerek
b) Çıkış gerilimini hesaplayınız. Tablo 1.’e kaydedin.
Şekil 2’deki devrede, VK =12 V , R1 = 1 KΩ, R2 = 1 KΩ, ve R L = 100 KΩ seçerek
c) Çıkış gerilimini hesaplayınız. Tablo 1’e kaydedin.
ÖNEMLİ NOT:
Deneye kabul için, mutlaka ön çalışmanın her deney grubu tarafından yapılması gerekmektedir.
İSTENENLER : Ön çalışmanın yapıldığını gösteren hesaplamalar ve Tablo 1’de gerekli yerlerin
doldurulması.
Deneyin Yapılışı :
1. Şekil 1’deki devreyi VK =12 V , R1 = 1 KΩ, R2 = 1 KΩ seçerek kurunuz.
2. Her adımda kurduğunuz devreyi tekrar kontrol ettikten sonra gerilimi uygulayınız.
3. Çıkış gerilimini ölçerek Tablo 1’e kaydediniz.
4. Şekil 2’deki devrede R2 direncine paralel R L = 2.2 KΩ direncini bağlayınız.
5. Çıkış gerilimini ölçerek Tablo 1’e kaydediniz.
6. Şekil 2’deki devrede R2 direncine paralel R L = 100 KΩ direncini bağlayınız.
7. Çıkış gerilimini ölçerek Tablo 1’e kaydediniz.
Tablo 1
DENEY_3
(A)
DİRENÇ
DEĞERLERİ
HESAPLAMA
SONUCU
DENEY SONUCU
VO ( Çıkış
Gerilimi )
VO ( Çıkış
Gerilimi )
R1 = 1 KΩ, R2 = 1 KΩ, R L = YOK
R1 = 1 KΩ, R2 = 1 KΩ, R L = 2.2 KΩ
R1 = 1 KΩ, R2 = 1 KΩ, R L = 100 KΩ
Sorular
1. Hesaplama, Simülasyon ve Deney sonuçlarından Yüksüz Gerilim Bölücü devresi çıkışındaki
gerilimleri karşılaştırınız. En büyük farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri neler olabilir?
2. Hesaplama, Simülasyon ve Deney sonuçlarından Yüklü Gerilim Bölücü devreleri çıkışlarındaki
gerilimleri karşılaştırınız. En büyük farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri neler olabilir?
3. Yüksüz Gerilim Bölücü devresi çıkışındaki gerilim ile Yüklü Gerilim Bölücü devresi çıkışındaki
gerilim aynımıdır? Farklı ise bu fark neden oluşuyor.?
3
CBÜ
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
ELEKTRİK ELEKTRONİK ÖLÇMELERİ
DENEY-4
KÖPRÜ DEVRESİ
Ön Bilgi :
Bir köprü devresi, birbirine paralel bağlı iki gerilim bölücüden oluşmuştur (Şekil 1).
Şekil 1
Bu devrede A ve B noktaları arasındaki gerilim farkının bulunuşu aşağıda verilmiştir.
VAB = VA − VB
VA =
VAB =
Vk
⋅ R4
R1 + R 4
VB =
Vk
⋅ R3
R2 + R3
Vk
Vk
⋅ R4 −
⋅ R3
R1 + R 4
R2 + R3
VAB geriliminin 0 olması durumunda köprü devresinin dengede olduğu söylenir.
Deneyde Kullanılacak Cihaz ve Malzemeler :
1 Adet DC güç kaynağı
1 Adet 5.6 KΩ direnç
1 Adet Multimetre
2 Adet 10 KΩ direnç
2 Adet 1KΩ direnç
1 Adet 56 KΩ direnç
1 Adet 2.2 KΩ direnç
1 Adet 100 KΩ direnç
1
ÖN ÇALIŞMA:
Şekil 1’deki devrede, VK =12 V seçiniz. ;
A) R1 = 1 KΩ, R2 = 1 KΩ, R3 = 10 KΩ, R4 = 10 KΩ seçip
VA , VB , VAB gerilimlerini hesaplayarak Tablo 1’de gerekli yerlere yazınız.
B) R1 = 1 KΩ, R2 = 5.6 KΩ, R3 = 56 KΩ, R4 = 10 KΩ seçip
VA , VB , VAB gerilimlerini hesaplayarak Tablo 1’de gerekli yerlere yazınız.
C) R1 = 1 KΩ, R2 = 10 KΩ, R3 = 1 KΩ, R4 = 10 KΩ seçip
VA , VB , VAB gerilimlerini hesaplayarak Tablo 1’de gerekli yerlere yazınız.
ÖNEMLİ NOT:
Deneye kabul için, mutlaka ön çalışmanın her deney grubu tarafından yapılması gerekmektedir.
İSTENENLER: Ön çalışmanın yapıldığını gösteren hesaplamalar ve Tablo 1’de gerekli yerlerin
doldurulması.
Deneyin Yapılışı :
1. Şekil 1’deki devreyi, Ön Çalışmada verilen A) , B), ve C) adımlarındaki değerlerle ayrı ayrı
kurunuz.
2. Her adımda kurduğunuz devreyi tekrar kontrol ettikten sonra gerilimi uygulayınız.
3. Her adımda VA , VB , VAB gerilimlerini ölçünüz, Tablo 1’de gerekli yerlere kaydediniz.
Tablo 1
DENEY_4
(B)
DİRENÇLER
R1
R2
1K
1K
R3
R4
HESAPLAMA SONUCU
VA (V)
VB (V)
B
VAB(V)
DENEY SONUCU
VA (V)
VB (V)
B
VAB(V)
10K 10K
1K 5.6 K 56K 10K
1K
10K
1K
10K
Sorular
1. Hesaplama ve Deney sonuçlarından hangi durumlarda köprünün dengede olduğunu görülüyor. En
büyük farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri neler olabilir?
2. Köprünün dengede olması direnç değerlerinin nasıl seçilmesi durumunda sağlanır? Genelleştirme
yapılabilir mi?
2
CBÜ
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
ELEKTRİK ELEKTRONİK ÖLÇMELERİ
DENEY-5
DÜĞÜM GERİLİMLERİ YÖNTEMİ
Ön Bilgi:
Düğüm gerilimleri yönteminde devrenin düğümlerinden birisi referans düğümü seçilerek diğer bütün
düğümlerin bu referans düğümüne göre gerilimlerinin(düğüm gerilimleri) bulunması amaçlanır.
Düğüm gerilimleri bulunduktan sonra devredeki bütün eleman gerilimleri düğüm gerilimleri cinsinden
elde edilir.
Deneyde Kullanılacak Cihaz ve Malzemeler :
2 Adet DC güç kaynağı
1 Adet 3.3 KΩ direnç
3 Adet 10 KΩ direnç
1 Adet 5.6 KΩ direnç
1 Adet Multimetre
1 Adet 2.2 KΩ direnç
Ön Çalışma :
Deneyde Kullanılacak Cihaz ve Malzemeler :
2 Adet DC güç kaynağı
1 Adet 3.3 KΩ direnç
1 Adet Multimetre
1 Adet 4.7 KΩ direnç
1 Adet 1KΩ direnç
2 Adet 2.2 KΩ direnç
ÖNEMLİ NOT:
Deneye kabul için, mutlaka ön çalışmanın her deney grubu tarafından yapılması gerekmektedir.
İSTENENLER : Ön çalışmanın yapıldığını gösteren hesaplamalar ve Tablo 1.’de gerekli yerlerin
doldurulması.
1
Deneyin Yapılışı :
1. Şekildeki devreyi kurunuz.
2. Devreyi kontrol ettikten sonra gerilimi uygulayınız.
3. Düğüm gerilimlerini ölçünüz. Tablo 1’de uygun yerlere yazınız
4. Her direncin akımını ölçünüz. Tablo 1’de uygun yerlere yazınız.
5. Her direncin gerilimini ölçünüz. Tablo 1’de uygun yerlere yazınız.
Tablo 1
VD1
VD2
VD3
IR1
IR2
IR3
IR4
IR5
IR6
VR1
VR2
VR3
VR4
VR5
VR6
HESAPLAMA
DENEY
HESAPLAMA
DENEY
HESAPLAMA
DENEY
Sorular
1. Hesaplama ve Deney sonuçlarından Düğüm gerilimlerinin aynı olduğu görülüyor mu? En büyük
farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri neler olabilir?
2. Hesaplama ve Deney sonuçlarından direnç akım değerlerinin aynı olduğu görülüyor mu? En büyük
farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri nelerdir?
3. Hesaplama ve Deney sonuçlarından dirençler üzerindeki gerilim değerlerinin aynı olduğu görülüyor
mu? En büyük farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri nelerdir?
2
CBÜ ÜNİVERSİTESİ
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
ELEKTRİK ELEKTRONİK ÖLÇMELERİ
DENEY-6
TOPLAMSALLIK(SÜPERPOZİSYON) TEOREMİ
Ön Bilgi:
Bağımsız kaynakların bulunduğu lineer bir devrede, herhangi bir elemana ilişkin akım veya gerilim
değeri; Kaynaklar tek başına devrede olduğu zaman elde edilen akım veya gerilim değerlerinin
toplamına eşittir. Süperpozisyon ilkesini uygulamak için; 1) Kaynaklar tek tek ele alınır. Bu sırada
diğer kaynakların etkisi yok edilir. ( Gerilim kaynakları kısa devre, akım kaynakları açık devre ).
2) Her bir kaynak için ilgilenilen elemana ilişkin akım veya gerilim değeri hesaplanır.
3) Tüm kaynaklar için ayrı ayrı bulunan akım veya gerilim değerleri toplanarak tam çözüme ulaşılır.
Deneyde Kullanılacak Cihaz ve Malzemeler :
2 Adet DC güç kaynağı
1 Adet Multimetre
1 Adet 1KΩ direnç
1 Adet 3.3 KΩ direnç
1 Adet 4.7 KΩ direnç
2 Adet 2.2 KΩ direnç
Ön Çalışma :
Şekil 1
1
A) Şekil 1’de verilen devre için, süperpozisyon yöntemi ile( önce V1 sonra V2 kaynağını alarak) her
bir direncin gerilimini hesaplayınız. Tablo 1’ de uygun yere yazınız. V1 ve V2 kaynakları için ayrı ayrı
bulduğunuz değerleri toplayarak gerçek gerilim değerlerini bulunuz.
B) Şekil 1’de verilen devreyi ORCAD-PSpice programında kurunuz.
1. Her bir direncin gerilimini ölçünüz. Tablo 1 de uygun yere yazınız.
2. Süperpozisyon yöntemi ile (önce V1 kaynağını alınız V2 kaynağını kısa devre ediniz, sonra V2
kaynağını alınız V1 kaynağını kısa devre ediniz) her bir direncin gerilimini ölçünüz. V1 ve V2
kaynakları için ayrı ayrı bulduğunuz değerleri toplayarak gerçek gerilim değerlerini bulunuz.
ÖNEMLİ NOT:
Deneye kabul için, mutlaka ön çalışmanın her deney grubu tarafından yapılması gerekmektedir.
İSTENENLER : Ön çalışmanın yapıldığını gösteren hesaplamalar (A), ORCAD-PSpice çıktıları(B),
(Print screen komutu ile gerekli görüntüler alınabilir.), ve Tablo 1’de gerekli yerlerin doldurulması.
Deneyin Yapılışı :
1. Şekil 1’deki devreyi kurunuz.
2. Devreyi kontrol ettikten sonra gerilimi uygulayınız.
3. Her bir direncin gerilimini ölçünüz. Tablo 1’de uygun yere yazınız.
4. Önce V1 kaynağını alınız, V2 kaynağının uçlarını kısa devre ediniz. Her bir direncin gerilimini
ölçünüz. Tablo 1’de uygun yere yazınız.
5. Sonra V2 kaynağını alınız, V1 kaynağının uçlarını kısa devre ediniz. Her bir direncin gerilimini
ölçünüz. Tablo 1’de uygun yere yazınız.
6. V1 ve V2 kaynakları için ayrı ayrı bulduğunuz değerleri toplayarak gerçek gerilim değerlerini
bulunuz. Tablo 1’de uygun yere yazınız.
2
Tablo 1
DİRENÇLER
DENEY
6
R1
2.2K
R2
1K
R3
4.7K
R4
3.3K
R5
2.2K
V
HESAPLAMA
V˝
V
1
V
V
SİMÜLASYON
2
V˝
V
3.adım
DENEY
V
4.adım
V
5.adım
V˝
6.adım
V
Sorular
1. Hesaplama, Simülasyon ve Deney sonuçlarından V değerlerinin aynı olduğu görülüyor mu? En
büyük farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri neler olabilir?
2. Hesaplama, Simülasyon ve Deney sonuçlarından V˝ değerlerinin aynı olduğu görülüyor mu? En
büyük farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri nelerdir?
3. Hesaplama, Simülasyon ve Deney sonuçlarından V değerlerinin aynı olduğu görülüyor mu? En
büyük farklılık hangisinde oluştu? Bu farklılığın nedenleri nelerdir?
3
CBÜ
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
ELEKTRİK ELEKTRONİK ÖLÇMELERİ
DENEY-7
THEVENİN TEOREMİ
Ön Bilgi:
Çok sayıda elamanı bulunan herhangi bir devrenin bir elemanın veya sadece bir kısmının incelenmesi
gerektiğinde, tüm devreyi göz önüne almak yerine, incelenecek eleman ya da devre parçasını bütün
olan devreden ayırıp geriye kalan devre parçasını bir kaynak ve buna seri bağlı bir empedans ile temsil
etmek suretiyle incelemek daha basit olabilir. Bu işlemde kullanılan teoreme Thevenin Teoremi denir
ve elde edilen eşdeğer devreye Thevenin eşdeğer devresi adı verilir.
(a)
(b)
(c)
(d)
Şekil 1 a) Deney için verilen devre b) Verilen devrenin Thevenin eşdeğer devresini oluşturmak için
açık devre geriliminin elde edilmesi c) Verilen devrenin Thevenin eşdeğer devresini oluşturmak için
Rth eşdeğer direnç değerinin elde edilmesi d) Genel devrenin Thevenin eşdeğer devresi.
1
Bu eşdeğer devre oluşturulurken ilgili eleman veya devre parçası devreden çıkarılır ve geriye kalan
kısmın ( Thevenin eşdeğeri bulunacak olan kısım) ayrılma noktaları arasındaki açık devre gerilim
belirlenip bu gerilim Thevenin eşdeğer devresinin kaynak gerilimi olarak kullanılır. Daha sonra
eşdeğeri elde edilecek devre parçasındaki kaynaklar etkisiz hale getirilerek (gerilim kaynakları kısa
devre, akım kaynakları açık devre edilerek) devrenin bölündüğü noktalardan bakıldığında görülen
empedans hesaplanır ve Thevenin eşdeğer empedansı olarak isimlendirilen bu empedans daha önce
belirlenen kaynağa seri olarak bağlanır.
Bir kaynaktan ve ona seri bağlı bir empedanstan oluşan bu eşdeğer devre, incelenecek kısmın devreden
sökülmesi durumunda geriye kalan kısmın Thevenin eşdeğeridir. Şekil 1.a’da verilen devre göz önüne
alındığında, a-b uçlarından görülen Thevenin eşdeğer devresinin oluşturmak için Vab ( Vth ) açık devre
gerilimi Şekil 1.b’den, a-b uçlarından görülen eşdeğer dirençte (Rth ) Şekil 1.c’den belirlenerek Şekil
1.d’deki eşdeğer devre elde edilir.
Deneyde Kullanılacak Cihaz ve Malzemele (Güç kaynağı haricindekileri öğrenci getirecek):
1 Adet DC güç kaynağı
1 Adet 3.3 KΩ direnç
2 Adet 1KΩ direnç
1 Adet Multimetre
1 Adet 270 Ω direnç
1 Adet 330Ω direnç
1 Adet Breadboard
1 Adet 100 Ω direnç
1 Adet 1KΩ potansiyometre
ÖN ÇALIŞMA: Şekil 1’deki devrede, Vs =12V R1 =1K R2 =3.3K R3 =330Ω R4 =270Ω R5 =100Ω
seçerek;
a) Vab ( Vth ) gerilimini,
b) Rab eşdeğer direncini hesaplayarak Tablo 1’de gerekli yerlere yazınız.
ÖNEMLİ NOT:
Deneye kabul için, mutlaka ön çalışmanın her deney grubu tarafından yapılması gerekmektedir.
İSTENENLER: Ön çalışmanın yapıldığını gösteren hesaplamalar ve Tablo 1’de gerekli yerlerin
doldurulması.
Deneyin Yapılışı:
1- Şekil 1 (a)’da verilen devreyi kurunuz.
2- RL direnci üzerinden akan akımı ve bu direnç üzerinde düşen gerilimi ölçerek kaydediniz.
3- RL direncini devreden çıkartarak a-b uçlarındaki açık devre gerilimini ölçüp kaydediniz.
4- Kaynağı kapatıp kaynağa bağlı uçları kısa devre ederek a-b uçlarından görülen direnci ohmmetre
yardımıyla ölçüp kaydediniz.
5- Şekil 1(d)’ de verilen devreyi kurunuz.
6- Vth gerilimini güç kaynağından Vab ‘ye ayarlayınız .
7- RL direnci üzerinden akan akımı ve bu direnç üzerinde düşen gerilimi ölçerek kaydediniz.
8- 2. şıkta ölçülen değerlerle 7. şıkta ölçülen değerleri karşılaştırınız.
NOT: Şekilde verilen işaret yönlerini dikkate alarak ters yönde çıkan değerleri (-) işaretli
olarak alınız.
Tablo 1
Sorular
1. Hesaplama ve deney sonuçları ile Thevenin Teoreminin sağlanıp sağlanmadığını gösteriniz. Farklılık
oluştuysa bunun nedenleri neler olabilir?
2
CBÜ
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
ELEKTRİK ELEKTRONİK ÖLÇMELERİ
DENEY-8
MAKSİMUM GÜÇ TRANSFERİ TEOREMİNİN İNCELENMESİ
Ön Bilgi:
İç dirence sahip herhangi bir kaynaktan bir yüke maksimum güç transferi yapılabilmesi için yük
empedansı, kaynak iç empedansının kompleks eşleniği olmalıdır. Buna maksimum güç transferi
teoremi denir.
Şekil 1 Deney Çalışması için Gerekli Devre Şeması.
Devre ara bağlaşımı yani devrede yer alan ara bağlantılar arasında sinyal gücünün istenilen şekilde
kontrol edilebilmesi elektronikte yer alan önemli hususlardan birisidir.
Şekil 1’deki devrede RL üzerindeki gerilim;
olarak elde edilir. Sabit bir kaynak ve değişken bir yük göz önüne alınırsa, yük direnci, Rs direncine
göre ne kadar büyük olursa yük direnci üzerindeki gerilim o derece yüksek olacaktır. İdealde yük direncinin
sonsuz değerde olması yani bir açık devrenin yer alması istenir. Bu durumda;
olacaktır.
Yük üzerinde oluşan akım ise;
şeklindedir. Yeniden sabit bir kaynak ve değişken bir yük direnci göz önüne alınırsa, yük direnci RS
direncine göre ne derece küçük değerlikli olursa burada akacak akım o derece büyük olacaktır. Dolayısıyla
maksimum akım akması için yükün bir kısa devre olması istenir. Bu durumda;
1
olacaktır. Yük üzerinde oluşacak güç
v.i olarak ifade edileceğinden elde edilecek güç;
şeklinde ifade edilebilir. Verilen kaynak için RS ve VS değerleri sabit olacağından elde edilebilecek güç
sadece yük direncinin değişimine bağlı olarak değişecektir. Gerek maksimum gerilim (RL = ∞ olmalı)
gerekse de maksimum akım (RL=0 olmalı) üretebilmesi için gerekli şartlar altında edilebilecek güç sıfır
olmaktadır. Dolayısıyla yük direncinin bu iki değeri altında gücü maksimum değerine getirebileceği
söylenebilir. Bu yük direnci değerinin bulunabilmesi için gücün yük direncine göre türevi alınıp sıfıra
eşitlenirse;
ifadesi elde edilir. Dolayısıyla bu eşitlikten de açıkça görüleceği üzere yük direnci, kaynağın direnci Rs
direncine eşit olduğunda türev ifadesi sıfır olmaktadır. Dolaysıyla maksimum güç şartı altında
gerçekleşmektedir. Bu durumda maksimum güç;
olarak elde edilir.
Deneyde Kullanılacak Cihaz ve Malzemele (Güç kaynağı haricindekileri öğrenci getirecek):
1 Adet DC güç kaynağı
1 Adet 1KΩ direnç
1 Adet 10KΩ direnç
1 Adet Multimetre
1 Adet 100 Ω direnç
1 Adet 5KΩ potansiyometre
1 Adet Breadboard
ÖN ÇALIŞMA: Kısaca aşağıdaki soruları cevaplayın.
1) Şekil 1’deki devrede RL üzerindeki gerilimin maksimum olması için RL direncinin değeri ne olmalıdır?
2) Şekil 1’deki devrede RL üzerindeki akımın maksimum olması için RL direncinin değeri ne olmalıdır?
3) Şekil 1’deki devrede RL üzerindeki gücün maksimum olması için RL direncinin değeri ne olmalıdır?
ÖNEMLİ NOT:
Deneye kabul için, mutlaka ön çalışmanın her deney grubu tarafından yapılması gerekmektedir.
İSTENENLER: Ön çalışmadaki soruların cevapları
2
Deney Yapılışı:
1) Kaynak çıkışına iki değişik direnç bağlayıp bunların üzerinden akan akımları okuyarak kaynak iç
direncini belirleyin.
2) Şekil 1’deki devreyi kurunuz. ( VS =5 V )
3) RL direncini Tablo 1’deki değerlere ayarlayıp her bir RL değeri için okuyacağınız akım ve gerilim
değerlerini ölçüp Tablo 1’e kaydediniz.
4) Her bir RL değeri için bu dirençte harcanan gücü hesaplayarak, direnç değerine bağlı olarak yüke
aktarılan gücün değişimini gösteren grafiği çiziniz.
Tablo 1 Deneye ait Yapılan Ölçüm Sonuçları
Sorular
1) Deney sırasında RL üzerinde en yüksek gücü hangi RL yük direnci üzerinde ölçtünüz ?
2) RL üzerinde en yüksek gücü ölçtüğünüz RL direnç değerini, RS kaynak direnci ile kıyaslayınız.
3) RL direnç değerine bağlı olarak yüke aktarılan gücün değişimini gösteren grafiği yorumlayınız.
3