Kirchoff`un Akım ve Gerilimler Yasası Deneyin Amacı

ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
ELEKTRİK DEVRELERİ-I LABORATUARI
Deney Adı: Kirchoff’un Akım ve Gerilimler Yasası
Kirchoff’un Akım ve Gerilimler Yasası
Deneyin Amacı
* Kırchoff’un akımlar ve gerilimler yasasını öğrenmek ve bread board üzerinde kurulan basit
elektrik devreleri yardımıyla bu yasaları pekiştirmek
* Direnç, diyot ve zener diyot gibi devre elemanlarının Akım-Gerilim öz eğrilerini çıkararak
elemanların karakteristik özelliklerinin anlaşılması
Önbilgi
Kırchoff’un Akımlar ve Gerilimler Yasası’nı daha iyi anlayabilmek için öncelikle çevre ve
düğüm kavramlarından bahsedilmelidir.
Düğüm: Bir devrede dolaşan akımın iki veya daha fazla parçaya bölündüğü her nokta, düğüm
olarak adlandırılır.
Çevre: Bir elektrik devresinde herhangi bir noktadan başlayıp tekrar aynı noktaya gelinceye
kadar devrede dolaşılan kapalı yola çevre denir.
Şekil-1: DC Beslemeli Bir Elektrik Devresinde Kapalı Çevrelerin Ve Düğüm Noktalarının Gösterilmesi
1.Kırchoff’un Akımlar Yasası (KCL)
Bu yasaya göre herhangi bir düğüm noktasına gelen akımların toplamı, düğüm noktasından
çıkan akımların toplamına eşittir. Şekil-1’deki her bir düğüme ilişkin düğüm denklemlerini
(D1, D2, D3 ve D4) Tablo-1’de görmekteyiz.
Tablo-1: Şekil-1’de Verilen Devre İçin Düğüm Denklemleri
Düğüm
Numarası
1
2
3
4
Düğüme Giren
Akımlar
I1
I2
I3 ve I4
I5 ve I6
Düğümden Çıkan
Akımlar
I2 ve I3
I4 ve ı5
I6
I7
Sayfa - 1 -
Düğüm
Denklemi
I1=I2+I3
I2=I4+I5
I3+I4=I6
I5+I6=I7
Toplam Sayfa - 5 -
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
ELEKTRİK DEVRELERİ-I LABORATUARI
Deney Adı: Kirchoff’un Akım ve Gerilimler Yasası
2. Kırchoff’un Gerilimler Yasası (KVL)
Bir elektrik devresinde kapalı bir çevre içerisinde gerilimlerin toplamı sıfıra eşittir. Diğer bir
ifadeyle kapalı bir çevrede, kaynağın sağladığı gerilim, elemanlar (R, L ve C vs.) üzerinde
harcanan gerilim değerlerinin toplamına eşittir. Şekil-1’deki her bir kapalı çevreye ilişkin
(Ç1, Ç2 VE Ç3) çevre denklemlerini Tablo-2’de görmekteyiz.
Tablo-2: Şekil-1’de Verilen Devre İçin Çevre Denklemlerinin Elde Edilmesi
Çevre (Döngü)
Numarası
Çevrede Yer
Alan Gerilim
Kaynağı
E
-
1
2
3
Çevrede Yer
Alan Dirençler
Düğüm
Denklemi
R1,R2,R5
R2,R3,R4
R4,R5,R6
E=V1+V2+V5
V3=V2+V4
V5=V4+V6
Doğrusal Direncin Akım-Gerilim Öz eğrisinin Çıkarılması
Zamana bağlı olarak değeri değişmeyen, içinden geçen akım ile uçları arasındaki gerilim
düşümü arasındaki ilişki doğrusal olan devre elemanıdır. Doğrusal dirençlerde, direncin
üzerindeki gerilim düşümü arttığında orantılı olarak uçlarından geçen akımında artar
dolayısıyla R= V/I denkleminden direnç değeri her t anı için sabit kalır (Şekil 2-b).
(a)
(b)
Şekil-2: (a) Doğrusal Direncin Simgesi ve (b) Akım-Gerilim Özeğrisi
Sayfa - 2 -
Toplam Sayfa - 5 -
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
ELEKTRİK DEVRELERİ-I LABORATUARI
Deney Adı: Kirchoff’un Akım ve Gerilimler Yasası
Deneyden Önce Yapılacaklar
1.Şekil-8’de verilen devreyi Proteus7.7- ISIS programında kurarak, her bir eleman üzerinden
akan akım ve uçları arasındaki gerilim değerlerini Tablo-3 ve Tablo-4’teki ilgili sütuna
kaydediniz.
Sayfa - 3 -
Toplam Sayfa - 5 -
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
ELEKTRİK DEVRELERİ-I LABORATUARI
Deney Adı: Kirchoff’un Akım ve Gerilimler Yasası
DENEYİN YAPILIŞI
1.Şekil-8’de verilen devreyi breadboard üzerinde kurarak, A ve B düğümlerine giren ve çıkan
akım değerlerini (i1, i2, i3….i6) bularak Tablo-4’e kaydediniz.
Şekil-8:Kirchoff Akımlar ve Gerilimler Yasası’nın Uygulanacağı Deney Devresi(3.6K yerine 1.2K
kullanılacak!)
Tablo-3: Şekil-8’de Verilen Devre İçin Dirençlerin Üzerinden Geçen Akım Değerleri
Sonuç Eldesi
Multisim-ISIS
Deneysel Ölçüm
i1 (mA)
i2(mA)
i3(mA)
i4(mA)
i5(mA)
i6(mA)
2.Bir önceki adımda kurulan (Şekil-8) devrede yer alan her bir elemana ait gerilim değerlerini
bulunuz ve Tablo-4’e kaydediniz.
Tablo-4: Şekil-8’de Verilen Devre İçin Dirençlerin Uçları Arasındaki Gerilim Değerleri
V1(V)
V2(V)
V3(V)
V4(V)
V5(V)
V6(V)
MultisimISIS
Deneysel
Ölçüm
3. R1=560 Ω, R2=1000Ω ve R3=2200Ω’luk 3 adet direnç seçiniz ve DMM kullanarak her 3
direnç değerini ölçünüz.
Her bir direnç değeri için ayrı ayrı Şekil-9’daki devreyi kurarak V=0V, 2V, 4V, 6V, 8V ve 10V
değerleri için sırasıyla her bir gerilim değerine karşın direnç üzerinden geçen akım değerini
kaydederek Tablo-5‘e yazınız.
Sayfa - 4 -
Toplam Sayfa - 5 -
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
ELEKTRİK DEVRELERİ-I LABORATUARI
Deney Adı: Kirchoff’un Akım ve Gerilimler Yasası
Şekil-9: Direnç Uygulama Devresi
Tablo-5: R Direncine Ait Akım ve Gerilim Değerleri
E (V)
IR1(mA)
VR1(V)
IR2(mA)
VR2(V)
IR3(mA)
VR3(V)
0
2
4
6
8
10
Akım (A)
Dirençlere Ait Akım-Gerilim Öz eğrisi
Gerilim (V)
Sayfa - 5 -
Toplam Sayfa - 5 -