Mekatronik Mühendisliği Lab1 (Elektrik

Mekatronik Mühendisliği
Lab1 (Elektrik-Elektronik)
YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ
MAKİNA FAKÜLTESİ
MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
ELEKTRİK-ELEKTRONİK LABORATUARI (LAB I)
DENEY 1
Deney Adı:
Dirençler ve Kondansatörler
Öğretim Üyesi:
Yard. Doç. Dr. Erhan AKDOĞAN
Sorumlu Öğretim Elemanı:
Arş. Gör. Mehmet Hakan DEMİR
Deneyi Yapanlar:
Malzeme Listesi:



1 adet 47Ω , 1 adet 100Ω, 1 adet 1.5KΩ ve 1 adet 6.8KΩ Dirençler
1 adet 100KΩ Potansiyometre
1 adet 47µF, 1 adet 100µF, 1 adet 470µF ve 1 adet 1000µF Kondansatörler
Deneyde Kullanılacak Cihazlar
 Avometre
 Breadbord
DENEY TARİHİ
DENEY RAPORU SON
TESLİM TARİHİ
DENEY RAPORU
TESLİM TARİHİ
NOT
Mekatronik Mühendisliği
Lab1 (Elektrik-Elektronik)
Deneyin Adı: Dirençler
Deneyin Amacı: Dirençlerin seri, paralel ve karışık bağlanarak eşdeğerlerinin ölçümü
Deneyin Yapılış Tarihi:
Deney Çıktıları: Direnç kavramı ve bağlanma biçimine göre eşdeğerinin hesaplanması
öğrenilecek.
Deney Hakkında Teorik Bilgi:
Elektrik akımının geçişine karşı gösterilen zorluk ‘Direnç’ olarak tanımlanır. Direnç,
elektriksel bir büyüklüğe verilen isim olup, aynı zamanda elektronik devrelerde akım
sınırlamak amacıyla kullanılan devre elemanını ifade etmektedir. Dirençler, akım sınırlamanın
yanı sıra gerilim bölme amacıyald da kullanılır.
Dirençleri, sabit değerli ve ayarlanabilir olmak üzere iki gruba ayırmak mümkündür.
Bunların yanında, çeşitli fiziksel büyülüklerden etkilenen ve bu etki sonucunda değeri değişen
fotodirenç (ışık duyarlı), termistör (ısı duyarlı) ve VDR (gerilim duyarlı) gibi dirençlerde
bulunmaktadır.
Hesaplama ve devre şemalarında ‘R’ harfi ile gösterilen dirençlerin değeri Ω (OHM)
birimi ile ifade edilir. (kΩ = 103Ω , MΩ = 106Ω)
Bir direncin değeri üzerine rakamsal olarak doğrudan veya renk bantları yardımıyla
dolaylı olarak kodlanır.
Direncin harcayabileceği
maksimum güç değeri (5w)
Direncin değeri
(27)
Direncin toleransı
F: ±%1
G: ±%2
J : ±%5
K: ±%10
M: ±%20
Dirençlerin rakamsal kodlanması.
Mekatronik Mühendisliği
Lab1 (Elektrik-Elektronik)
Dirençlerin renk kodlaması.
Deney Benzetimi ve Sonuçları: (Deney devresinin “ Multisim” programındaki benzetiminin
görsel olarak verilmesi, verilen şekil temel alınarak deneye hazırlık amacıyla benzetimin
yapılması ve benzetim sonuçlarının öğrenci tarafından raporlanması.)
Deneyin Yapılışı:
Deney şeması:
47 Ohm
100 Ohm
1,5 KOhm
6,8 KOhm
-a-
-b-
Mekatronik Mühendisliği
Lab1 (Elektrik-Elektronik)
1. Deney şeması -a- da verilen devrenin eşdeğer direncini hesaplayıp , sonucu gözlem tablosuna
kaydediniz.
2. Deney şeması -a- da görülen devreyi kurunuz.
3. Şemada görüldüğü gibi devrenin eşdeğer direncini avometre ile ölçün ve gözlem tablosuna
kaydediniz
4. Hesaplama ve ölçüm sonuçlarını dirençlerin tolerans değerlerini göz önünde bulundurarak
kıyaslayınız.
5. Potansiyometre ölçümü için deney şeması –b- de verilen devreyi kurunuz.
6. Deney şeması-b- için potansiyometre milini çevirerek Avometre’deki değişimi gözlem
tablosuna kaydediniz.
Deney Sonuçları ve Yorumlanması:
Gözlem Tablosu:
RT
Hesaplanan
Ölçülen
Devre şeması -a- için
Minimumda
Potansiyometre milinin konumu
Ortada
Maksimumda
Direnç değeri
Devre şeması -b- için
Deney Çıktılarının Kontrol Edilmesi: (Deneyin başında belirtilen çıktıların öğrenci
tarafından değerlendirilmesi sağlanacak ve çıktılara ne kadar yaklaşıldığı belirlenecektir.)
Mekatronik Mühendisliği
Lab1 (Elektrik-Elektronik)
Deneyin Adı: Kondansatörler
Deneyin Amacı: Kondansatörlerin seri, paralel ve karışık bağlanarak eşdeğerlerinin ölçümü
Deneyin Yapılış Tarihi:
Deney Çıktıları: Kondansatörlerin yapısının ve bağlanma şekillerine göre eşdeğerlerinin
hesaplanmasının öğrenilmesi
Deney Hakkında Teorik Bilgi:
Elektrik yüklerini depolama yeteneğine sahip devre elemanları ‘Kondansatör’ olarak
isimlendirilir. Yapısı oldukça basit olmakla beraber elektrik elektronik devrelerindeki önemi
bakımından çok büyük önem taşır.
Karşılıklı duran iki iletken plaka arasına kağıt, mika, seramik veya hava gibi yalıtkan
izolasyon maddesi konularak yapılır. İletken plakalardan çıkarılan terminaller kondansatörün
uçlarını oluşturur.
Hesaplama ve devre şemalarında C harfi ile gösterilen kondansatörlerin değeri F
(FARAD) birimi ile ifade edilir. Bu birim kondansatörün elektrik yüklerini depolama
kapasitesini gösterdiğinden ‘Kapasite’ olarak isimlendirilir.
pF : 10-12 F
nF : 10-9 F
µF : 10-6 F
Bir kondansatöre gerilim uygulandığında, kondansatör plakalarında elektrik yükleri
depolanır. Plakalardan biri (-), diğeri ise (+) yükleri toplar. Plakalarda toplanan zıt yükler
nedeniyle kondansatörün iki ucu arasında bir potansiyel farkı meydana gelir. Bu olaya
kondansatörün şarjı denir. Şarj olayı kondansatör uçlarındaki gerilim kaynak gerilimine
eşitleninceye kadar devam eder. Şarjlı bir kondansatörün direnç gibi başka bir elemana
bağlanması neticesinde, plakalardaki yüklerin hareketi ile oluşacak elektrik akımı,
plakalardak,i yüklerin boşalmasına sebep olur. Bu olay ise kondasantörlerin deşarjı olarak
isimlendirilir ve uçlar arasındaki gerilim sıfıra düşene kadar devam eder. Gerek şarj ve
gerekse deşarj olaylarının gerçekleşmesi için bir sürenin geçmesi gerekir. Bu süreyi belirleyen
büyüklük zaman sabitesi olarak isimlendirilir ve,
T=R.C
formülü ile ifade edilir.
T : Zaman sabiti (sn)
R : Kondansatöre seri bağlı elemanın drenci (Ω)
C : Kondansatörün kapasitesi (F)
Kondansatörün tamamen şarj veya deşarj olabilmesi için yaklaşık 5T’lik bir sürenin geçmesi
gerekir.
KONDANSATÖRLERİN SERİ BAĞLANMASI: Seri bağlantıda kondansatörler üzerinde
depolanan yükler birbirine eşit olup aynı zamanda toplam yükü de ifade eder. Devreden
Mekatronik Mühendisliği
Lab1 (Elektrik-Elektronik)
geçen akım kondansatörleri şarj eder. Şarj işlemi sonucunda küçük kapasiteli kondansatör
üzerinde yüksek, büyük kapasiteli kondansatör üzerinde ise küçük gerilim düşümü olur.
Bunun nedeni, akımın her bir kondansatörde eşit miktarda elektrik yükü meydana getirmesi,
aynı miktar yüklerin ise büyük kapasitede küçük gerilime, küçük kapasitede ise büyük gerilime
yol açmasıdır.
Seri bağlı kondansatörlerin genel devre topolojisi ve eşdeğer devre yapısı aşağıda
gösterilmiştir.
KONDANSATÖRLERİN PARALEL BAĞLANMASI: Paralel bağlı kondansatörlerin genel devre
topolojisi ve eşdeğer devre yapısı aşağıda gösterilmiştir:
Seri ve Paralel bağlı kondansatörlerin eşdeğer devre yapısı.
Deney Benzetimi ve Sonuçları: (Deney devresinin Proteus-Isis yada ElectronicWorkbench
programındaki benzetiminin görsel olarak verilmesi, verilen şekil temel alınarak deneye
hazırlık amacıyla benzetimin yapılması ve benzetim sonuçlarının öğrenci tarafından
raporlanması.
Deney şeması:
47 uF
-c-
1000 uF
100 uF
470 uF
Mekatronik Mühendisliği
Lab1 (Elektrik-Elektronik)
100 uF
1000 uF
12 V DC
47 uF
470 uF
-dDeneyin Yapılışı:
7.
Deney şeması -d- da verilen devrenin eşdeğer kapasitesini (CT) hesaplayıp , sonucu
gözlem tablosuna kaydediniz.
8.
Deney şeması -d- deki devreyi breadboard’unuza kurunuz. Devreye gerilim
uygulamayınız.!!!
9.
Şema c’de görüldüğü gibi devrenin eşdeğer direncini multimetre ile ölçün ve gözlem
tablosuna kaydediniz.
10.
Hesaplama ve ölçüm sonuçlarını kondansatörlerin tolerans değerlerini göz önünde
bulundurarak kıyaslayınız.
11.
Deney bağlantı planı d’de görüldüğü devreye 12V’luk kaynak gerilimini uygulayınız.
12.
Her bir kondansatör üzerinde düşen gerilimi ölçerek sonuçları gözlem tablosuna
kaydediniz.
13.
Hesaplama ve ölçüm sonuçlarını kondansatörlerin toleranslarını da göz önünde
bulundurarak kıyaslayınız.
Deney Sonuçları ve Yorumlanması:
Gözlem Tablosu:
CT
Hesaplanan
Ölçülen
Devre şeması -a- için
Kondansatör Gerilimleri
V1
V2
V3
V4
Hesaplanan
Ölçülen
Devre şeması -b- için
Deney Çıktılarının Kontrol Edilmesi: (Deneyin başında belirtilen çıktıların öğrenci
tarafından değerlendirilmesi sağlanacak ve çıktılara ne kadar yaklaşıldığı belirlenecektir.)