Fizik Deney Setleri - Çokesen Elektronik
advertisement
ÇOKESEN ELEKTRONİK Fizik Deney Setleri Fizik Deney Setleri MK-402 Sürtünmesiz Hava Rayı, Newton Yasaları Deney Seti Sürtünmesiz hava rayında hareket eden “m1” kütleli araca “m2” kütleli bir ağırlık bağlanırsa, m2g kuvvetinden dolayı oluşan sabit “a” ivmesi a = d2x/dt2 denklemini sağlar. Bu denklemin çözümü hız ve alınan yol da olacaktır. F= m2g kuvveti toplam ağırlık olan M=m1+m2'yi ivmelendireceğinden F=(m1+m2)a= m2g denkleminden ivme a = m2g/M olarak bulunur. Bu deney yapılırken ivme sensörlerle ölçülürse ve ağırlıkların değerleri bilinirse yerçekimi ivmesi hesaplanır ve bu değer gerçek değerle karşılaştırılır. Sürtünmesiz hava rayında birbiriyle çarpışan 2 araç için momentum ve enerjinin korunumu denklemleri sırasıyla m1V1+m2V2=m1V'1+m2V'2 ve ½m1V12+½m2V22=½m1V'12+½m2V'22 olarak verilir. Bu iki denklemin çözümünden çarpışmadan sonraki hızlar V'1=m1/MV1 ve V'2 = m2/MV1 olarak bulunur. Bu deneyde hız sensörlerinden çarpışmadan önce ve sonra okunan hız değerleriyle çözüm değerleri karşılaştırılır. 2 Yapılabilecek Deneyler Ÿ Sürtünmesiz düzlemde çarpışmalar Ÿ İki sensörle ivme ölçümleri (yeni-orijinal) Ÿ Sürtünmeli düzlemde çarpışmalar Ÿ Hava direnci (yeni-orijinal) Ÿ Eğik, sürtünmesiz düzlemde hareket Standart Malzemeler 1 adet elektrikli (220V) sessiz fan, 2 adet paslanmaz çelik hız sensörü 2 adet adaptör veya sensor pilleri, 4 adet araba, 1 adet sürtünmesiz makara, 1 adet ip, 2 adet ağırlık (20g, 50g), 4 adet hava direnci ölçüm yüzeyleri, 1 adet eğik düzlem aparatı 3 MK-407 Kuvvet Masası Deney Seti Bu deney setinde isteğe göre seçilebilen 3 veya 4 ayak üzerinde her yöne dönebilen dairesel bir platform ve platformun istenilen yerine rahatlıkla monte edilebilen 3 veya 4 adet makara ve bağlantı düzeneğinden oluşmaktadır. Platformun yerden yüksekliği 30-50cm arasında ayarlanabilir ve üzerinde 1 derece hassasiyetli 360 derece ölçekli göstergesi vardır. Ortadaki denge halkasına bağlanan iplerin ucuna ister ağırlık takımından parçalar istenirse de başka tür malzemeler bağlanabilir. Bu deney setinde iki boyutlu düzlemde kuvvet ve açı ilişkileri incelenebilmekte, Lamy teoremi ile ilgili deneyler yapılabilmektedir Yapılabilecek Deneyler Ÿ Kuvvet bileşenlerinin gösterilmesi Ÿ Kuvvetlerin düzlemde vektörel toplamının gösterilmesi Ÿ Kuvvetlerin değişik ağırlıklarla dengesinin bulunması Standart Malzemeler Açı değerlerini gösteren açı masası, 3 ayaklı destek çubuğu, 4 adet sürtünmesiz makara, 4 adet ağırlık takımı (2 x 50g, 2x20g, 2 x 10g ), 2 adet dinamometre (1N veya 5N seçenekli). MK-431 Eğik Atış - Yatay Atış Deney Seti Kütlesi m olan bir cisim sabit bir yerçekimi alanında hareket ediyorsa, bu hareket bir düzlem içerisindedir. Yerçekimi ivmesi düşey yönde ise bu cismin x ve y doğrultusundaki hareket denklemleri (y0=0 alınarak): olarak verilir. Burada V0 ilk hız olup ise fırlatma açısıdır. Bu denklemler kullanılarak maksimum yükseklik: h ve maksimum menzil: s elde edilebilir. Bilya tam tepe noktasında iken Vy=0 olduğundan yukarıdaki eşitlikten ve buradan da elde edilir. h ve s denklemleri kullanılarak V0 ve g yokedilirse, ayrıca bulunabilir. Yapılabilecek Deneyler Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Eğik atış hareketi yapan bir cismin hareketinin incelenmesi Yatay atış hareketi yapan bir cismin hareketinin incelenmesi Eğik ve yatay atışta uçuş zamanının ölçülmesi İlk hızın ölçülmesi Standart Malzemeler 1 adet bilya fırlatıcı tabanca, 1 adet mikroişlemcili zaman sensörü, 1 adet düşme platformu, 2 adet çelik top (22 ve 25 mm çaplarında), pano ve bağlantı kabloları 4 Zaman ve ilk hız ölçmeden değişik açılardaki atışlardan h, s değerleri ölçülerek bu denklemin doğruluğu gösterilebilir Bu deney setinde tabancanın yerleri değiştirilerek eğik veya yatay atış deneyleri yapılabilir. Tabanca 3 kademeli olup 3 farklı ilk hız sağlayabilmektedir. Ayrıca tabanca namlusuna yerleştirilen bir aparatla 2 farlı boyutda (22mm ve 25 mm çapında) bilya fırlatılabilir. MK-503 Hava Masası Deney Seti Bu deney setinde sessiz kompresör tarafından üretilen hava ile çalışan hava diskleriyle 2 boyutlu çarpışmaları, momentumun ve enerjinin korunumu, eğik düzlemde eğik atışlar, yay salınımları, ve dairesel hareket (yeni) problemleri incelenebilmektedir. Değişik ağırlıklarda kullanılabilen ve birbirinden bağımsız olarak çalışabilen hava disklerinin altında bulunan özel aparat ve ark üretici ile normal kağıda noktasal izler çıkarılabilmektedir. Deneyden sonra bu izler incelenerek açılar, hızlar ölçülebilmekte ve 2 boyutda çok sayıda değişik momentum ve enerji korunumu deneyi yapılabilmektedir. Disklere bağlanabilen yaylarla değişik yay salınımı deneyi yapılabilmektedir. Sürtünmesiz düzlemde birbiriyle çarpışan iki araç için momentum korunumu denklemleri sırasıyla yatay yönde: dikey yönde ise olarak verilmektedir. Burada yatayla yapılan açılardır. Enerjinin korunumu ise m1V12+½m2V22=½m1V'12 + ½m2V'22 olarak verilir. Bu iki denklemin çözümünden çarpışmadan sonraki hızlar bulunabilir. Yapılabilecek Deneyler Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Sürtünmesiz 2 boyutlu elastik ve inelastik çarpışma Sabit hızlı ve ivmeli lineer hareket Eğik atış deneyleri Eğik sürtünmesiz düzlemde hareket Yaylarla harmonik hareket Newton yasası ile yerçekimi ivmesinin hesaplanmas Dairesel Hareket (yeni) Standart Malzemeler 1 adet ayarlanabilir ark üreteci (220 V giriş 16kV çıkış), 2 adet mıknatıslı disk, hava masası (istenilen boyutlarda üretilebilir), 1 adet basınç ayarlanabilir sessiz kompresör, 4 adet yay, 1 adet fırlatma aparatı, 1 adet makara, 2 adet ağırlık, 2 adet ark pedalı, 1 top kağıt, 4 adet ağırlık, 2 adet mıknatıs, 1 adet dairesel hareket bağlama aparatı. NOT: Bu deney setinde iletken karbon kağıda gerek yoktur. Normal kağıda iz bırakılabilmekte ve diskler birbirinden bağımsız çalışabilmektedir. MK-601 Temel Ölçümler, Hata Hesaplama Deney Seti Bu deney setiyle MKS: metre-kg-s birim sistemi tanıtılır, değişik ölçümlerle hata hesaplamaları yapılır ve ölçüm belirsizlikleriyle standart sapmalar hesaplanır. Verilen üç boyutlu cisimlerin alan ve hacim hesapları yapılır. Bunlardan yoğunluklar hesaplanır ve tablolardaki değerlerle karşılaştırılır. Yapılabilecek Deneyler Ÿ MKS: Uzunluk, ağırlık, zaman, hacim, kütle ve yoğunluk ölçümleri Ÿ Sıcaklık, gerilim, voltaj, direnç, kapasitör, diyot ve bobin ölçümleri Ÿ Hata dağılımlarının, belirsizliklerin ve standart sapmanın hesaplanması Standart Malzemeler 1 multimetre, 1 adet mikrometre, 1 adet kumpas, 1 adet elektronik terazi, 1 adet kronometre, 1 adet termometre, 8 adet değişik hacimlerde cisimler. 5 MK-602 Serbest Düşme Deney Seti Maddeler belli yüksekliklerden bırakıldıklarında düşey yöndeki yerçekimi kuvvetinden dolayı F=m[d2h(t)/dt2]=mg hareket denklemine göre düşerler. Eğer başlangıç noktası h(0)=0 olarak alınır ve başlangıç hızı V(0)=0 alınırsa, bu denklemin çözümünün h(t)=1/2gt2 olduğu bulunabilir. Buna göre eğer yükseklik ve düşme zamanı bilinirse yerçekimi ivmesi kolayca hesaplanabilir. Burada amaç düşme zamanını sensörle otomatik olarak hassas bir şekilde ölçerek yerçekimi ivmesini hesaplamaktır. Eğer cismin düşme sonundaki hızı bilinirse potansiyel enerjinin tamamen kinetik enerjiye dönüşmesinden dolayı mgh=1/2mV2 olacak ve eşitliği bulunacaktır. Görüldüğü gibi bu 2 hız kütleden bağımsızdır. Amaç değişik kütlelerle hızları ölçmek ve V -h grafiğinin eğiminden yerçekimi ivmesini hesaplamak ve gerçek değerle karşılaştırıp hata kaynaklarını tartışmaktır. Yapılabilecek Deneyler Ÿ Serbest düşme Ÿ İlk hızlandırmalı düşme (yeni) Ÿ Enerjinin korunumu (potansiyel enerjinin kinetik enerjiye dönüşümü) Standart Malzemeler 1 adet kütle bırakma aparatı, 1 adet kütle tutma aparatı, 1 adet mikroişlemcili ve LCD ekranlı zaman sensörü, 1 adet adaptör, 3 adet değişik çaplarda ve ağırlıklarda çelik top 6 MK-603 Sarkaç Deney Seti Bu deneyde küçük salınımlar için teldeki gerilme kuvvetinin “F” yatay ve düşey bileşenleri ma=FSin( ) ve mg=FCos( ) denklemlerini sağlarlar. Eğer bu iki denklem taraf tarafa bölünürse tan = a/g bulunur. Eğer bu sarkaç sola doğru “a” ivmesiyle hareket eden bir araca bağlıysa geriye bir açı yapacaktır. Eğer bu sabit açı ölçülürse aracın ivmesi hesaplanabilir (ivme-ölçer). Sarkaçın açısal ivmesi küçük salınımlar için d2 /dt2 = -g/L denklemine göre değişir. Bu denklemin çözümü periyodu olan sinüssel bir denklemdir. Bu deneyde amaç sensörün otomatik olarak ölçtüğü periyot ile tel uzunluğundan “L” yerçekimi ivmesini “g” hesaplamak ve analitik değerle karşılaştırmaktır. Ayrıca değişik ip uzunluğuna göre periyotlar ölçülüp ve T2-L grafiği çizilirse bu grafiğin eğiminden yerçekimi ivmesi hesaplanıp gerçek değerle karşılaştırılabilir. Bu deney setinde kullanılan mikroişlemcili sensör ile salınım periyodu hassas bir şekilde ölçülebilmektedir. Yapılabilecek Deneyler Ÿ Farklı ip uzunluklarıyla sarkaç salınımları, periyot ölçme Ÿ Farklı kütlelerle sarkaç salınımları, periyot ölçme Standart Malzemeler 2 adet ipe bağlı metal top, 1 adet periyot ölçen mikroişlemcili sensör, panoya bağlantı aparatları, 1 adet adaptör. 7 MK-604 Yay ve Salınım Deney Seti Yaylardaki düşey salınımlar merkezcil kuvvet etkisinde mg=md2y/dt2=-ky denklemini sağlar. Bu denklemin çözümü periyodu T=2 (m/k)½ olan y=ASin( t) sinüssel bir denklemdir ( =2 /T). Bu deneyde amaç sensörün otomatik olarak ölçtüğü periyot ile kütle değerinden yay sabitini “k” hesaplamak ve gerçek değerle karşılaştırmaktır. Ayrıca değişik “m” kütlelerine karşı gelen periyot ölçümleriyle değişik yayların yay sabiti “k” T2-m grafiğinin eğimiyle de hesaplanabilir. Periyot ölçümü 5-10 salınımın ne kadar sure devam ettiği kronometre ile ölçerek bulunabilir. Değişik kütlelere göre düşey yöndeki yay uzunlukları ”y” ölçülerek “F=ky=mg” denkleminin (Hooke yasası) geçerliliği de gösterilebilir. Yay sabitleri k1 ve k2 olan 2 yay birbirine seri olarak bağlanırsa yay sabiti k=k1k2/(k1+k2) olacak şekilde azalır, paralel bağlanırsa da k=k1+k2 olacak şekilde artar. Bu deney 2 farklı yay sabitine sahip olan yaylar plastik bağlantı elemanları kullanılarak kolaylıkla yapılabilir. Yapılabilecek Deneyler Ÿ Farklı ip uzunluklarıyla sarkaç salınımları, periyot ölçme Ÿ Farklı kütlelerle sarkaç salınımları, periyot ölçme Standart Malzemeler 1 adet pano ve bağlantı aparatı, 3 adet değişik sertlikte yay (k=1, 4, 10), 2 adet yay bağlantı elemanı, cetvel, ağırlık seti, 1 adet kronometre 8 MK-605 Balistik Sarkaç Deney Seti Düzenekteki atış aparatı aracılığıyla sabit 0°lik açıyla fırlatılan bilya, balistik sarkaça çarpar ve bu etkiyle içinde bilya ile birlikte sarkaç bir yay çizerek ileri doğru hareket eder. Bu çarpışma inelastik çarpışmadır. Bu hareket sırasında sarkaçın zemin seviyesinden ulaştığı yüksekliği düzenekteki gösterge sayesinde belirleyebiliriz. Belirlediğimiz yüksekliği, mekanik enerjinin ve momentumun korunumunu kullanarak bilyanın ilk atıldığı hızı hesaplayabiliriz. Balistik sarkaç kriminal incelemelerde de kullanılan bir düzenektir. Bilyanın namludan çıkış hızı olarak verilmektedir. Burada L sarkaçın boyu, M ve m sırasıyla sarkaçın ve bilyanın kütlesi, ise sarkaçın maksimum yükseklikte iken düşeyle yaptığı açıdır. Aynı düzenek sarkaç yukarı kaldırılarak eğik atış olarak ayarlanır ve bilyanın düştüğü uzaklıklardan ilk hız hesaplanıp önceki sonuçlarla karşılaştırılır. Yapılabilecek Deneyler Ÿ Çelik bilyanın atıldığı ilk hızın hesaplanması Ÿ Momentum ve ve mekanik enerjinin korunumu yasalarının gözlenmesi Standart Malzemeler 1 adet çelik bilya fırlatıcı, 2 adet çelik bilya (22 ve 25 mm çapında), 1 adet balistik sarkaç ve açı ölçme mekanizması, düzeneğin bağlandığı pano. 22mm top: 44g, 25 mm top: 64g. 9 EE-404-LC Bobin ve İndüktans Deney Seti İndüksiyonlu bir devrenin doğru ve alternatif akıma karsı davranışı aynı değildir. Alternatif akıma karsı dogru akıma oldugundan daha büyük direnç gösterir. Böyle bir devrenin alternatif akıma karsı gösterdigi dirence zahiri direnç (Z) veya empedans denir. İndüktans değeri bunlara bağlı olup olarak verilir. Burada açısal frekans olup f ise frekanstır. Görüldüğü gibi indüktans uygulanan frakansa bağlıdır. Amaç Z ve R'nin devre kurularak ölçülmesi ve bundan da L'nin hesaplanmasıdır. Eğer bobinin içine demir bir nüve sokulursa indüktans değeri olarak artar. Burada demir nüvenin manyetik geçirgenliğidir. Yapılabilecek Deneyler Ÿ Bobinlerin indüktanslarının akım gerilim yöntemiyle ölçülmesi Ÿ İndüktörlerin reaktanslarının akım gerilim yöntemiyle ölçülmesi Ÿ İndüktörlere konulan demir nüvelerin indüktansa etkileri Standart Malzemeler 1 adet soketli pano, 1 adet direnç seti 1 adet indüktör seti, 1 adet DC güç kaynağı (panoya monteli) , 2 adet multimetre, 1 adet sinyal üreteci, bağlantı kabloları. EE-404-RC Kapasitörlerde Dolma Boşalma Deney Seti Anahtar kapatıldığında kapasitör zaman sabiti değerine bağlı olarak dolmaya başlar. anahtarlar ters çevrildiğinde ise kapasitör gerilimi düşer. Dolma sırasında akım ve boşalma durumunda ise ters yönde gitgide azalan bir fonksiyon olacaktır: Amaç dolma ve boşalma eğrilerinden zaman sabitini bulmak ve teorik sonuçla karşılaştırmaktır. Yapılabilecek Deneyler Ÿ Direnç ve kapasitörlerin seri-paralel bağlanması Ÿ RC devresinin zaman sabitinin şarj ve deşarj ile ölçülmesi Ÿ Kapasitörlerdeki yük miktarlarının ölçülmesi Standart Malzemeler 1 adet soketli pano, 1 adet direnç seti 1 adet kapasitör seti, 1 adet DC güç kaynağı (panoya monteli) , 1 adet multimetre, bağlantı kabloları. 10 EE-405 Manyetik İndüksiyon ve Faraday Yasası Deney Seti Büyük bobine sinyal üretecinden sinüssel bir akım verilirse bu akım şeklinde ifade edilebilir. Bu durumda bobinin içine konulan küçük silindirik bobinlerde değeri olacak şekilde bir voltaj indüklenir. Burada V0 sarım sayısına ve kesit alanına bağlıdır. Amaç küçük bobinlerde indüklenen voltajı akım frekansına “f”, sinyal üretecinden sağlanan akımın genliğine “I0”, küçük bobin kesit alanına ve sarım sayılarına “n” bağlı olarak ölçmektir. Yapılabilecek Deneyler Ÿ Bobin indüktansı ölçme ve hesaplama Ÿ Manyetik indüksiyon (Faraday Yasası) deneyleri Ÿ Değişik sarım kesit alanı, değişik tel kalınlığı, değişik sarım sayısı ile manyetik indüksiyon deneyleri Ÿ Değişik frekanslara gore indüklenen voltaj değişimleri Standart Malzemeler 1 adet büyük bobin, 6 adet çeşitli boyutlarda ve değişik çaplarda bakır tel sarımı içeren küçük bobinler, 1 adet çok fonksiyonlu sinyal üreteci, 1 adet multimetre, BNC ve standart bağlantı kabloları EE-406 Biot-Savart Yasası Deney Seti Oersted tarafından 1819 yılında akım geçiren bir iletkenden dolayı pusulanın saptığı bulunduktan sonra Jean Baptiste Biot ve Felix Savart DC akım taşıyan iletkenlerin mıknatıslara etki yaptığını gösterdi. Buna göre yarıçapı r olan ve üzerinden I akımı geçen n sarımlı bir halkanın merkezindeki manyetik alanın değeri, ayrıca L uzunluğunda yarıçapı r olan n sarımlı telden oluşan bir bobin içindeki manyetik alan ise olarak verilir. Amaç manyetik alanı sarım sayısına, yarıçapa ve uygulanan akıma göre ölçmek ve teorik sonuçlarla karşılaştırmaktır. Yapılabilecek Deneyler Standart Malzemeler Ÿ Üzerinden akım geçen çesitli dairesel tel ortasındaki DC güç kaynağı (akım göstergeden okunur), 1 adet 300 sarımlı bobin, 1 ampermetre, 1 adet ray, 1 adet kendi imalatımız olan teslametre ve Hall probu, 1 adet prop tutucu, değişik çaplarda ve sarımlarda dairesel halka seti, bağlantı kabloları. manyetik akı yoğunluğunu hesaplamak ve bunun yarıçap ve sarım sayısına nasıl bağlı olduğunu incelemek. Ÿ Manyetik alan sabiti 'ı incelemek. Ÿ Bobin boyunca manyetik akı yoğunluğunu ölçerek, bulunan değeri teorik değerle karşılaştırmak 11 EE-406-HP2 Teslametre-Hall Probu Teknik Özellikler İşletme Gerilimi İşletme Frekansı Gecikme Zamanı Ortam Sıcaklığı Ayarlar ve Ekran Hall Probu : 1 faz 1 nötr, 220V-240V : 50 Hz : 10 ms : -50oC-+50oC : Sıfırlama potu, ölçme/sıfırlama anahtarı, LCD display : 3 bağlantılı manyetik Hall sensörü Ölçüm Limitleri : 0-±500mT-DC Hassasiyet Koruma Sınıfı Ağırlık Boyutlar Ölçümler :±0.01mT : IP 20 : 0.18 kg : 20x20x10 cm3 : Bobin içi, tel içi, tel civarı, mıknatıselektromıknatıs civarı ölçümler Bu cihaz her türlü DC manyetik alan ölçümleri için kullanılır. Ölçüm yapan prop cihaza üçlü konnektör ile bağlanmış olup Hall etkisine göre çalışmaktadır. Prop ucuna dik olacak şekilde pozitif veya negatif manyetik alanları ölçebilir. Ölçüm yapmadan önce hassas sıfırlamanın yapılabileceği çok turlu potansiyometre vardır. Teslametre mikroişlemci kontrollü olup ön panelinde LCD displaye sahiptir. EE-503 Eğer A ve B noktalarındaki elektrik potansiyeli farklıysa, bu potansiyel farkı noktaların arasındaki herhangi bir yüke kuvvet uygular. Bunun nedeni de noktalar arasında oluşan elektrik alanıdır. Bu kuvvet ve elektrik alan şöyle verilir: F=qE ve E=-(dV/dx)r. Burada q yük, dx hareket miktarı ve r ise V'nin en fazla değiştiği yönü gösteren birim vektörüdür. Eş Potansiyel Eğrileri ve Elektrik Alan Çizgileri Deney Seti Eğer elektrik potansiyelin değişmediği bir eğri bulunursa bu eğriye eş potansiyel eğrileri denilir. Tanım gereği elektrik alan çizgileri ve eş potansiyel eğrileri her yerde birbirlerine diktir. Bu deney setinde iletken plakanın üzerine yerleştirilen çeşitli cisimlerie uygulanan gerilimlerle ortaya çıkan yüklerin oluşturduğu gerilimler yüzey üzerinde gezdirilen proplarla ölçülebilir. Bu şekilde potansiyel değerlerinin aynı olduğu noktalar saptanır ve aynı noktalar grafik kağıda aktarılır. Bu sayede eşpotansiyel yüzeyler elde edilmiş olur. Daha sonra bu eğrilere dik ve yönü yüksek potansiyelden düşüğüne doğru olan ve şekilde gösterilen elektrik alan eğrileri elde edilir. Standart Malzemeler 1 adet özel imalatımız iletken boyalı deney tablası, 1 adet multimetre, 1 adet DC güç kaynağı, bağlantı propları, 10 adet grafik kağıdı. NOT: Bu deney setinde iletken karbon kağıda gerek yoktur. Özel imalatımız olan ve defalarca kullanılabilen yüzeylere multimetre uçları dokundurularak deneyler yapılabilmektedir. 12 Yapılabilecek Deneyler Ÿ Noktasal yüklerin oluşturduğu alan ve potansiyel Ÿ Çizgisel yüklerin oluşturduğu alan ve potansiyel EE-507 Akım Terazisi Deney Seti Hareketli bir q yüküne etki eden kuvvet olarak verilir. Burada V hız, B ise manyetik alan vektörleridir. Bu kuvvet Lorentz kuvveti olarak bilinir ve büyüklüğü F=qVBSin olarak verilir. Burada telden geçen akımın yönü ile manyetik alan arasındaki açıdır. Eğer hız belli bir t zamanında telde yük taşıyıcısının aldığı yol, dx ve akım, I ise (V=dx/dt , I=dq/dt) bu durumda kuvvet olacaktır (BiotSavart yasası). Burada L vektörü tel uzunluğu çarpı akım yönündeki birim vektördür. Eğer manyetik alan ile akım yönü arasında bir açı varsa ( ), bu kuvvetin büyüklüğü F=ILBSin olacaktır. Bu denklem kuvvetin telin uzunluğuna, akımın şiddetine, manyetik alanın büyüklüğüne ve alan ile akım yönü arasındaki açıya bağlıdır. Bu deney setinde amaç hassas terazi kullanarak tele etki eden kuvvete (bu durumda yerçekimine karşı) etki eden parametreleri saptamaktır. Yapılabilecek Deneyler Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Manyetik alanda akım geçiren iletkene etki eden kuvvetin ölçülmesi İletken boyunun, akımın kuvvete etkisi Bobinlerin oluşturduğu manyetik alanın sabit manyetik alanla etkileşimi İletken tel ile manyetik alan arasındaki açı ile kuvvetin değişimi Standart Malzemeler 1 adet hassas terazi 0-500g, 0.1 g hassasiyet, 1 adet döner iletken cihazı, 1 adet akım kaynağı (0-5A), mıknatıs seti, değişik boy ve sarım sayılarında iletken tel seti, taşıyıcı tabla EE-609 Yerin Manyetik Alanı Deney Seti Helmholtz bobininde oluşan manyetik alan (Biot Savart yasası kullanılarak) olarak verilir. Amaç belli bir akım geçirdikten sonra Helmholtz bobin çiftinin oluşturduğu manyetik alanı hesaplamak ve ortalarına konulan pusulayı tam döndürecek değeri hesaplamaktır. Bu da yerin manyetik alanının paralel bileşenidir. Yapılabilecek Deneyler Standart Malzemeler Ÿ Helmholtz bobin çiftinin manyetik akısını hesaplamak ve bobin Helmholtz bobin çifti, ayarlanabilir DC güç kaynağı, reoasta, dijital (kendi imalatımız) teslametre, Hall probu, multimetre, pusula, destek çubuğu, bağlantı kabloları akımının fonksiyonu olarak grafiğini çizmek. Ÿ Helmholtz alanını kullanarak yerin manyetik alanının yatay bileşenlerini hesaplamak. Ÿ Yerin manyetik alanının dikey bileşenini hesaplamak için gerekli açıyı belirleyerek dikey bileşeni hesaplamak. 13 EE-702 Wheatstone Köprüsü Deney Seti Wheatstone köprüsü devresi bilinen direnci ayarlayarak bilinmeyen direnci belirlemek için kullanılır. Wheatstone köprüsünde değeri bilinen direnç: R olup, değeri ölçülecek direnç ince tellerden oluşmaktadır. Direnci ölçülecek ve bir platforma bağlı 5 adet tel vardır. Bunlar 0.2,0.4,0.6 mm çapında Cr-Ni ve 0.6 mm çapında pirinç ve bronz tellerdir. Ayrıca sürgülü reosta görevi gören 0.4 mm Cr-Ni tel de başka bir platforma bağlanmıştır. Boyu 1 m olan bu telin sağındaki ve solundaki uzunluklar: L1, L2 olup bunlar da R1, R2 dirençlerine karşı gelmektedir. Bu uzunluklar platform üzerindeki cetvelden ve direnç değerleri ise soket bağlantılarından ölçülebilmektedir. Köprü bağlantısı yapıldıktan sonra köprünün ortasına bağlanan multimetreden akım geçmeyinceye kadar sürgülü reosta hareket ettirilir. Akım sıfırlanınca sadece L1, L2 ölçülerek ve değeri bilinen R kullanılarak ölçülmek istenilen telin direnci Rx=RL1/L2 eşitliğinden hesaplanabilir. Yapılabilecek Deneyler Standart Malzemeler Ÿ Wheatstone köprüsünün çalışmasını incelemek Köprü direnç masası, DC güç kaynağı, değişik değerlerde sabit dirençler, multimetre, bağlantı kabloları, Cr-Ni tel, pirinç tel, bronz tel. Ÿ Wheatstone köprüsü kullanarak bilinmeyen direnç değerlerini belirlemek 14 MF-202 Temel Optik Deney Seti Bu deney setiyle görüntülerin merceklerde değişimi, odak uzaklığının etkileri, birbiri arkasına konulan merceklerdeki görüntülerin değişimi, düzlem aynalarda açıya göre yansımalar, gölge-yarı gölge deneyleri ve prizmada ışığın kırınımı deneyleri ile polarizasyon ve renk filitresi deneyleriyle merceklerin odak uzaklıklarını ölçme deneyleri (yeni) yapılabilmektedir. Beyaz ışık kaynağına takılan mercek sistemiyle yuvarlak paralel ışık sağlanabilir. Deneyler tüm elemanlar panoya monte edilerek yapılabilmektedir. İstendiği takdirde ek malzemeler sağlanabilir. Bu deney setinde (opsiyonel olarak) kullanılan ışık kaynağına laser kaynağı da eklenebilir. Bu laser ışını ile tek yarıkta kırınım ve çift yarıkta girişim deneyleri yapılabilir. Not: Deneylerin yapılabilmesi için karanlık oda gerekli değildir Yapılabilecek Deneyler Standart Malzemeler Ÿ Düzlem aynada yansımalar 1 adet düzlem ayna, 5 adet ince-kalın kenarlı mercek, 1er adet içbükey ve dışbükey ayna, 1 adet prizma, 1 adet beyaz ışık kaynağı, 1 adet laser ışık kaynağı (yeşil veya kırmızı), 1 adet beyaz ışık güç kaynağı, 1 adet tek yarık, 1 adet çift yarık, polarizör, 4 adet renkli filitre. Ÿ İnce ve kalın kenarlı merceklerde görüntüler Ÿ Gölge-yarı gölge deneyleri Ÿ Renk filitresi deneyleri Ÿ Prizmadan ışığın kırınımı Ÿ Polarizasyon deneyleri Ÿ Tek yarıkta kırınım, çift yarıkta girişim (opsiyonlu) 15 MF-202-L Paralel Işık Lazer Deney Seti Yakınsak mercek açısal şeklin üzerine yerleştirilir ve laser kaynağının tek ışını belli bir açıda merceğe gönderilir. Düz yüzeye düşen ışın aynı açıda yansıyacak (gelme açısı = yansıma açısı) fakat mercek cisminin içine giren ışın çıkarken eğik yüzeyden dolayı kırılacaktır. Daha sonra yakınsak mercek fotoğraf makinası objektifi üzerine yerleştirilir ve laser kaynağının paralel ışınları merceğe gönderir. İnce kenarlı mercekten geçen ışınlar kırılarak odak uzaklığın kadar mesafede fotoğraf makinasının gözle bakış penceresine odaklanacaktır. Mercek setinden uygun olanları kullanılarak teleskop resmi üzerinde uygun yerlere yerleştirilir ve laser ışınlarının nasıl davrandığı gözlemlenir. Teleskop yüzeyine paralel gelen ışınların gözleme ekranına ulaşıncaya kadar nasıl değiştiği tartışılır. Yapılabilecek Deneyler Standart Malzemeler Ÿ Birbirine paralel Laser ışık kaynağı kullanmak 3 adet paralel laser ışını (kırmızı veya yeşil) veren ışık kaynağı, buna ait güç kaynağı ile 1 adet düzlemsel mercek seti, 1 adet platform, 1 adet resim seti. Ÿ Yansıma, kırılma optik deneyleri yapmak Ÿ Teleskopta görüntünün oluşumunu incelemek NOT: istenirse tüm elemanlar platforma mıknatısla yapıştırılabilir. 16 MF-204 Termal İletkenlik ve Isı Kapasitesi Deney Seti Kütlesi m, ısınma ısısı c olan bir cismin sıcaklığını TOC değiştirmek için verilmesi (veya alınması) gereken ısı miktarı Q=mc T 'dir. Burada m.c çarpımına cismin sabit hacimde ısı sığası (Cv) denir ve bunun büyüklüğü cismin sıcaklığını 1OC değiştirmek için gerekli ısı miktarına eşittir. Ergime sıcaklığında 1 gr katı cismi yine aynı sıcaklıkta 1 gr sıvı haline getirmek için gerekli ısı miktarına ise o cismin ergime ısısı denir. Kalorimetre kabı boş olarak tartıldıktan sonra içine kaynayan su konur ve sıcaklık yükselişi kaydedilir. Sıcaklık sabit değere eriştikten sonra kalorimetre tekrar tartılır. Kalorimetreye T1 ve T2 sıcaklığında sıvılar konarak, sıcak suyun verdiği ısının soğuk suyun, kalorimetre kabının ve karıştırıcının aldığı ısıya eşit olma özelliği kullanılarak kalorimetrenin su cinsinden değeri hesaplanabilir. Kalorimetre kabına ucuna ip bağlı 3x3x3cm3 hacimli metaller konduğunda sıcaklıklar ölçülerek bu metallerin ısı sığaları hesaplanabilir. Yapılabilecek Deneyler Standart Malzemeler Ÿ Bir kalorimetre kabının ısı sığasının ölçülmesi Ÿ Sıvı ve katıların ısı sığalarının ölçülmesi Ÿ Katılarda ısıl genleşmenin ölçülmesi 1 adet dijital hassas terazi 0-200g, 1 adet kronometre, 1 adet cam termometre, 1 adet multimetre ve termoçift uçları(-10-+50oC), 1 adet güç kaynağı (20VAC, 5A), 1 adet karıştırıcılı, ısıtıcılı kalorimetre kabı (150mm yükseklik, 120 mm çap),1 adet reosta, 1 adet tüplü ısıtıcı, 4 adet değişik metal parçalar, bağlantı kabloları. MF-503 Açısal Hız, Momentum ve İvme Deney Seti Eğer bir kütle makaradan geçip aşağı düşerse, bağlı bulunduğu diski döndürür. Bu durumda disk değeri olan bir tork hissedecektir. Burada teğet kuvvet, r disk yarıçapı, I eylemsizlik momenti I=mr2, ise açısal hızdır. Eğer ipe M kütlesi bağlıysa teğet kuvvet ipteki gerilme kuvveti olacak ve değeri Mg ile verilecektir. Bu kuvvetin etkisiyle yere düşen kütle en alt noktadan sonra diskin eylemsizliğiyle geri yukarı doğru hareket eder. Bu sırada sensor her 1 veya 2 s süresince disklerin üzerindeki çizgi sayısını okur ve bu değerler açısal hıza dönüştürülür, bu verilerden de açısal ivme hesaplanabilir. Ayrıca tork denkleminden disklerin eylemsizlik momenti hesapları yapılabilir. Not: Üstüste konulan 2 diskin açısal hızları birbirinden bağımsız olarak aynı anda ve ayarlanabilir 1s veya 2s aralıklarla ölçülebilmektedir. Yapılabilecek Deneyler Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Sabit açısal hız deneyi Sabit açısal ivme deneyi Eylemsizlik momenti deneyi Açısal momentum ve enerjinin korunumu Standart Malzemeler 1 adet hava yastıklı sürtünmesiz makara, sessiz kompresör (0-4bar), 2 çelik alüminyum metal disk, 2 metal halka, 2 diski (seçimli s veya 2 s aralıklarla) aynı anda ölçebilen açısal hız sensörü, ip ve ağırlık seti 17 YT-102 Katot Işını Tüpü Deney Seti Vakum teknolojisi önemli elektronik sensörlerin ve elemanların yapılması için son derece önemlidir. Vakuma alınmış bir vakum tüpü içine reaktif olmayan asal gazlar verilerek ve özenle yerleştirilmiş elektrotlara yüksek voltaj uygulayarak iletken gaz (plazma) elde edilir. Bu plazmada elektronlar bir elektrota iyonlar ise diğerine hareket ederler ve bu bir demet olarak görülür. Bu demet manyetik alandan ve elektrik alandan etkilendiğinden, hareketleri ve yörüngeleri içerideki elektrotlara uygulanan düşük gerilimle veya dıştaki elektrobobine uygulanan gerilimle değiştirilebilir. Ayrıca dışarıdan sabit mıknatıs kullanarak yönlendirme sağlanabilir. Yapılabilecek Deneyler Standart Malzemeler Ÿ Değişik voltajlarda iyon demeti oluşturmak 1 adet katot ışını tüpü, 1 adet vakum pompası, 1 adet yüksek voltaj güç kaynağı, 1 adet elektronik saptırma devresi, vakum ve elektrik bağlantı elemanları, bağlantı aparatı Ÿ Mıknatısla iyon demetinin sapmasını incelemek Ÿ Dış manyetik alanla ve elektrik alanla iyonu saptırmak NOT: Deney seti istenirse hava yerine azot veya argon gazları kullanılarak tasarlanabilir. 18 YT-101 Vakum Sistemi ve İnce Film Kaplama Deney Seti Bu deney seti özel imalat olup isteğe göre değişik boyutlarda ve kapasitede gözetleme pencereli olarak üretim yapılabilir. Pompalar hariç herşey tamamen kendi imalatımızdır. Güç kaynakları DC veya AC olarak isteğe göre üretilebilir. Ayrıca radyo frekansı (RF) güç kaynağı da temin edilebilmektedir. Langmuir proplarının ve ölçüm devrelerinin tasarımı ve imalatı tamamen tarafımızdan yapılmaktadır. Ayrıca sisteme istenirse 5x10-6 Torr vakum sağlayacak diffüzyon pompası da sağlanabilir. İnce film kaplama basit buharlaştırma ve magnetron saçılma (sputtering) yöntemleriyle yapılabilmektedir. Magnetron hedefleri %99.9 saflıkta olup tamamen yerli üretimdir. İstenirse magnetron sistemi veya diffüzyon pompası için soğutma sistemi sağlanabilir. Yapılabilecek Deneyler Ÿ Plazma akım gerilim ölçümleri Ÿ Plazma spektrum ölçümler Ÿ Plazma probu (Langmuir) ölçümleri Ÿ Değişik gazlarla deşarj voltajı ölçümleri Ÿ Basit (seçenekli) buharlaştırma veya magnetron saçılma tekniği ile cam, plastik, tekstil, metal üzerine (bakır, demir, titanium, krom, gümüş v.b.) kaplama deneyleri Standart Malzemeler 1 adet 300x300x500 mm3 vakum kazanı, 6 adet yerli üretim flanşlı giriş-çıkış, 2 adet yalıtımlı ve vakum hareketli voltaj bağlantı aparatı (hepsi tarafımızdan yerli üretim). Ayrıca 1 adet standart mekanik pompa, 1 adet kendi imalatımız yüksek voltaj (0-600V) DC güç kaynağı, 1 adet kendi imalatımız yüksek voltaj AC güç kaynağı (max. 16kV, 50 Hz), 1 adet yüksek voltaj probu, 2 adet istenilen şekillerde elektrot, 2 adet 10 lt gaz (%99.9 saflıkta Argon, Azot), 2 adet gaz vanası, 1 adet kendi imalatımız silindirik veya düzlemsel Langmuir probu ve prop ölçüm devresi. 19 ÇOKESEN ELEKTRONİK Bağlarbaşı Mh. Şehit Mücahit Sk. No:75 34844 Maltepe - İSTANBUL E-mail : cokesen@cokesen.com E-katalog : http://flipflashpages.uniflip.com/2/28260/51415/pub/ w w w. c o k e s e n . c o m ISO 9001:2008 01.07.2013 V1 Tasarım www.presence.com.tr San. Tic. Ltd.Şti
