Upload
others
View
12
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1
Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği
2017-2018 Bahar Yarıyılı EEM108 – Elektrik Devreleri I Laboratuvarı Deney 1
Ölçü Aletlerinin Tanıtılması
Öğrenci Adı : Numarası :
Deney Tarihi :
Deney kurallarını okuyunuz. Bu deneyde deney kurallarına uyulması zorunludur.
Deney 1. Ölçü Aletlerinin Tanıtılması
Deney Öncesi Hazırlıklar
1. Voltmetrenin ve ampermetrenin elektriksel büyüklüğü ölçülecek devre elemanına
bağlantı şekli (paralel ya da seri) nasıl olmalıdır? Düşünülen şekilde bağlanmasının
sebebi nedir, araştırınız.
2
2. Şekil 4 ve Şekil 5’de verilen devreleri Multism veya Proteus ISIS programı ile çiziniz ve
aşağıdaki tabloyu doldurunuz. Benzetim programı devre görüntüsünün çıktısını alınız ve
rapora ekleyiniz.
E=5V E=10V E=15V
Şekil 4
Voltmetre 1
Voltmetre 2
Voltmetre 3
Şekil 5
Ampermetre 1
Ampermetre 2
Ampermetre 3
a) Deneyde Yapılacaklar
1. Şekil 4’de verilen devreyi kurunuz. DC gerilim kaynağının değişen değerleri için,
(E=5V, E=10V, E=15V) için her bir direncin üzerindeki gerilim değerini (V1,V2 ve
V3 ) Tablo-2’ye kaydediniz.
Tablo 2: 1k, 220 ve 330 ohm’luk dirençler için ölçülen gerilim değerleri(V1,V2 ve V3)
E (V) V1(V) V2(V) V3(V)
5
10
15
2. Şekil 5’da verilen devreyi kurunuz. DC gerilim kaynağının değişen değerleri için, (E=5V,
E=10V, E=15V) için her bir direncin üzerinden geçen akım değerlerini (I1,I2 ve I3 ) Tablo-
3’e kaydediniz.
Tablo 3: 1k, 220 ve 330 ohm’luk dirençler için ölçülen akım değerleri(I1,I2 ve I3)
E (V) I1(A) I2(A) I3(A)
5
10
15
3
2. Şekil 6’da verilen devreyi kurarak her bir direnç değerini (R4, R5, R6 ve R7) renk
kodlarından hesaplayınız. Eşdeğer direnci hesaplayınız. Sonuçları Tablo-4’e
kaydediniz.
3. Her bir direnci ve toplam eşdeğer direnç (Reş) değerini ölçünüz ve sonuçları
Tablo-4’e kaydediniz.
Tablo-4: Renk Kodları İle Hesaplanan ve Ölçülen Direnç Değerleri
Direnç
Değeri
R4(Ω) R5(Ω) R6(Ω) R7(Ω) Reş
Hesaplanan
Ölçülen
b) Deney Sonrası Yapılacaklar 1.Multimetre kullanılarak ölçülen ve renk kodları yardımı ile hesaplanan direnç
değerlerini karşılaştırınız. Farklılık varsa sebebi neden kaynaklanabilir, yorumlayınız.
2.Deneyin 1. Adımında hesaplanan V1,V2 ve V3 gerilim değerlerinin kaynak gerilimine eşit
olduğunu gösteriniz (Kirchoff Gerilimler Yasası).
4
3.Deneyin 2. Adımında hesaplanan I2 ve I3 kol akımı değerlerinin, ana kol akımına (I1) eşit
olduğunu gösteriniz (Kirchoff Akımlar Yasası).
Değerlendirme
Hazırlık Deney Yapılması
Deney Sonrası
Deney Düzeni
Laboratuvar Düzeni
Toplam
%30 %30 %20 %10 %10 %100
Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği
2017-2018 Bahar Yarıyılı EEM108 – Elektrik Devreleri I Laboratuvarı Deney 2
Kirchoff’un Akım ve Gerilimler Yöntemi
Öğrenci Adı : Numarası :
Deney Tarihi :
Deney kurallarını okuyunuz. Bu deneyde deney kurallarına uyulması zorunludur.
a) Genel Bilgi-Ön Çalışma
Deneyin Yapılışı
1.Şekil-8’de verilen devreyi benzetim programında ve 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
Tablo-3: Şekil-8’de Verilen Devre İçin Dirençlerin Üzerinden Geçen Akım Değerleri
Sonuç i1 (mA) i2(mA) i3(mA) i4(mA) i5(mA) i6(mA)
Benzetim Ölçüm
Deneysel Ölçüm
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
Ölçüm V1(V) V2(V) V3(V) V4(V) V5(V) V6(V)
Benzetim
Deneysel
6
3. R1=560 Ω, R2=1000Ω ve R3=2200Ω’luk 3 adet direnç seçiniz ve multimetre kullanarak
her 3 direnç değerini ölçünüz.
4. 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.
Şekil-9: Direnç Uygulama Devresi
Tablo-5: R Direncine Ait Akım ve Gerilim Değerleri
560Ω 1kΩ 2.2kΩ
E (V) IR1(mA) VR1(V) IR2(mA) VR2(V) IR3(mA) VR3(V)
0
2
4
6
8
10
7
b) Deney Sonrası Yapılacaklar 1. Benzetim ve uygulama sonuçlarında farklılık var mıdır? Varsa sebebi nedir?
2. Şekil-8’de verilen devrede KCL ve KVL ile 1.2kohm’luk direnç üzerindeki gerilimi
ve akımı matematiksel olarak hesaplayınız. Sonuçlarını deney ile karşılaştırınız.
Değerlendirme
Hazırlık Deney Yapılması
Deney Sonrası
Deney Düzeni
Laboratuvar Düzeni
Toplam
%30 %30 %20 %10 %10 %100
Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği
2017-2018 Bahar Yarıyılı EEM108 – Elektrik Devreleri I Laboratuvarı Deney 3
Toplamsallık Yöntemi
Öğrenci Adı : Numarası :
Deney Tarihi :
Deney kurallarını okuyunuz. Bu deneyde deney kurallarına uyulması zorunludur.
Deney
1. Şekil 10’da verilen devreyi;
1.1 E=20 V’luk kaynak devrede iken ( E=10 V’luk kaynak kısa devre)
1.2 E=10 V’luk kaynak devrede iken ( E=20 V’luk kaynak kısa devre)
1.3 E=20 V ve E=10 V’luk kaynak devrede iken Proteus/ISIS programı kullanarak
her bir eleman üzerinden geçen akım ve uçları arasındaki gerilim değerlerini
bulunuz ve sonuçları Tablo-6’ya kaydediniz.
Şekil 10. (a) E=20V devrede (b) E=10V devrede (c) E=20V ve E=10 V devrede iken
Tablo-6
Benzetim Sonuçları
R1(Ω) R2(Ω) R3(Ω) R4(Ω)
I1 (A) V1 (V) I2 (A) V2 (V) I3 (A) V3 (V) I4 (A) V4 (V)
E=20 V devrede
E=10 V devrede
E=20 V ve E=10 V devrede iken
9
Not: Sadece simülasyon programınızın sonuçlarını, Tablo-6’e eklemeniz yeterli değildir.
Programınızın her 3 durum için (Şekil 10), çıktısını yani görüntülerini ön hazırlık
çalışmanızın arkasına zımbalayınız.
a) Deneyde Yapılacaklar
Şekil 11: Deney Uygulama Devresi
Şekil 11’de verilen devreyi breadboard üzerinde kurunuz ve ardından toplamsallık
(süperpozisyon) teoremini uygulayarak her bir eleman üzerinden akan akım ve uçları arasında gerilim değerini elde ederek Tablo-7’ye kaydediniz.
Tablo-7 Deney Sonuçları
Deney Sonuçları
R1(Ω) R2(Ω) R3(Ω) R4(Ω)
I1 (A) V1 (V) I2 (A) V2 (V) I3 (A) V3 (V) I4 (A) V4 (V)
E=20 V devrede
E=10 V devrede
E=20 V ve E=10 V devrede iken
b) Deney Sonrası Yapılacaklar Deneysel olarak elde ettiğiniz akım ve gerilim değerlerini kullanarak Superpozisyon (Toplamsallık) Teoreminin varlığını matematiksel olarak ispatlayınız.
10
Değerlendirme
Hazırlık Deney Yapılması
Deney Sonrası
Deney Düzeni
Laboratuvar Düzeni
Toplam
%30 %30 %20 %10 %10 %100
Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği
2017-2018 Bahar Yarıyılı EEM108 – Elektrik Devreleri I Laboratuvarı Deney 4
Güç Sakınımı ve Maksimum Güç Transferi
Öğrenci Adı : Numarası :
Deney Tarihi :
Deney kurallarını okuyunuz. Bu deneyde deney kurallarına uyulması zorunludur.
3-Ön Hazırlık
Şekil 12. Maksimum güç transferi deneyi devresi
1) Şekil 12 ‘deki devreyi matematiksel olarak ve benzetim programında çizerek Thevenin ve Norton teoremleri için Iyük ve Vyük sonuçlarını kaydediniz. Benzetim programında Şekil 12’deki devre, Thevenin eşdeğer devresi ve Norton eşdeğer devresi olmak üzere 3 adet devre şemasını deney raporunuza zımbalayınız.
12
2) 12 V’luk gerilim kaynağı üzerindeki gücü hesaplayınız, kaynağın güç ürettiğini veya tükettiğini belirtiniz.
3) 5V’luk gerilim kaynağı üzerindeki gücü hesaplayınız, kaynağın güç ürettiğini veya tükettiğini belirtiniz.
4) Dirençlerin tükettiği güçleri hesaplayınız.
5) Devrede üretilen toplam gücün tüketilen toplam güce eşit olduğunu gösteriniz.
6) Maksimum güç aktarım teoremini uygulayarak, a-b uçları arasına bağlanan RL direncine maksimum güç aktarabilmek için RL’nin hangi değerde seçilmesi gerektiğini ve RL üzerine aktarılan maksimum gücü hesaplayınız.
13
a) Deneyde ve Sonrasında Yapılacaklar
1. Şekil 12’de verilen devreyi laboratuvarda kurunuz. Bulunan akım-gerilim-güç
değerlerini Tablo-1’e kaydediniz.
Tablo 1
Devre Elemanı Voltaj Akım Güç
V1
V2
R1
R2
R3
RL
2. Devredeki üretilen toplam gücün tüketilen toplam güce eşit olduğunu gösteriniz (enerjinin korunumu).
3. RL direncini devreden çıkardıktan sonra a-b uçları arasından görünen Thevenin eşdeğer devresini elde ediniz. Aşağıya çiziniz.
4. Devrenin a-b uçları arasındaki acık devre gerilimi Vab’yi okuyunuz ve kaydediniz.
14
5. Devrenin Vc düğüm gerilimini (c düğümü ile referans düğüm arasındaki gerilim) okuyunuz ve kaydediniz. R3 direnci üzerinden akım geçmediği icin V1 düğüm geriliminin Vab acık devre gerilimine eşit olduğunu görünüz. Vc=Vab geriliminin devrenin a-b uçları arasından görülen Thevenin eşdeğer gerilimi (VTh) olduğunu not ediniz.
6. 12 V’luk ve 5 V’luk kaynakların bağlantılarını çözüp yerlerine kısa devreler bağlayınız ve a-b uçları arasındaki Rab eşdeğer direncini ölçünüz.
7. Bu direnç değerinin Thevenin eşdeğer direnci (RTh) olduğunu not ediniz. Şekil 3’ deki devrede, a-b uçları arasına değişken yük direnci (RL) olarak 10kΩ’luk potansiyometreyi bağlayınız. Potansiyometrenin değerini 1,2 kΩ’dan başlayarak 100 Ω’luk artışlarla 1,8 kΩ değerine kadar arttırınız ve her defasında Pot(RL) üzerinden gecen akımın değerini kaydediniz ve her ölçüm icin RL üzerine aktarılan gücü hesaplayınız.
8. Yük direnci RL üzerine aktarılan gücü maksimum yapan RL direncinin değerini yazınız.
Değerlendirme
Hazırlık Deney Yapılması
Deney Sonrası
Deney Düzeni
Laboratuvar Düzeni
Toplam
%30 %30 %20 %10 %10 %100
Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği
2017-2018 Bahar Yarıyılı EEM108 – Elektrik Devreleri I Laboratuvarı Deney 5
Geçici Durum İncelenmesi
Öğrenci Adı : Numarası :
Deney Tarihi :
Deney kurallarını okuyunuz. Bu deneyde deney kurallarına uyulması zorunludur.
a) Deney Öncesi Deneyde yapılacak tüm işlemleri benzetim programında uygulayınız. Deney
şemalarının ve osiloskop ekran görüntülerinin çıktılarını deney raporunuza
ekleyiniz.
b) Deneyde Yapılacaklar 4.1.RC Devresi
Şekil-7:Seri Bağlı RC Devresinde Geçici Durum Analizi
4.1.1.Devreye gerilim kaynağı olarak sinyal jeneratörünü bağlayınız. Sinyalin biçimini
kare dalga frekansını sırasıyla 500Hz, 1kHz ve 2kHz’e, üst gerilim değerini 5 V alt
gerilim değerini 0 V ayarlayınız.
4.1.2.Osiloskobun birinci kanalını A noktasına bağlayarak (sırasıyla 500Hz, 1kHz ve
2kHz frekans için) kaynağın ürettiği sinyali, ikinci kanalını B noktasına bağlayarak
kondansatörün gerilimi gözlemleyiniz. Ölçekli olarak Tablo 1’e çiziniz. Gerilim
değerlerini yazınız.
4.1.3.Osiloskobun birinci kanalını B noktasına bağlayarak kondansatörün gerilimini,
ikinci kanalını C noktasına bağlayarak direncin gerilimini (sırasıyla 500Hz, 1kHz ve
2kHz frekans için) gözlemleyiniz. Ölçekli olarak Tablo 2’ye çiziniz. Gerilim değerlerini
yazınız.
16
4.2.RL Devresi
Şekil-8:Seri Bağlı RL Devresinde Geçici Durum Analizi
4.2.1. Devreye gerilim kaynağı olarak sinyal jeneratörünü bağlayınız. Sinyalin biçimini
kare dalga frekansını sırasıyla 50kHz, 100kHz, 200kHz’e üst gerilim değerini 5 V alt
gerilim değerini 0 V ayarlayınız.
4.2.2.Osiloskobun birinci kanalını A noktasına bağlayarak (sırasıyla 50kHz, 100kHz,
200kHz için) kaynağın ürettiği sinyali, ikinci kanalını B noktasına bağlayarak bobinin
gerilimini gözlemleyiniz. Ölçekli olarak Tablo 3’e çiziniz. Gerilim değerlerini yazınız.
4.2.3.Osiloskopun birinci kanalını B noktasına bağlayarak bobinin gerilimini, ikinci
kanalını C noktasına bağlayarak direncin gerilimini (sırasıyla 50kHz, 100kHz, 200kHz
için) gözlemleyiniz. Ölçekli olarak Tablo 4’e çiziniz. Gerilim değerlerini yazınız.
TABLO 1
17
TABLO 2
TABLO 3
18
c) Deney Sonrası
1. Şekil 7’de sığaç değeri 200pF olması durumunda, tam dolma ve tam
boşalma durumunu gözlemlemek için üretecin frekansı kaç Hz
ayarlanmalıdır?
TABLO 4
19
2. Şekil 8’de bobin değerinin 1mH olması durumunda, 1kHz’lik kare dalga
uygulanması sonucunda bobin üzerinde oluşacak sinyali, hesaplamaları
göstererek, çiziniz.
Değerlendirme
Hazırlık Deney Yapılması
Deney Sonrası
Deney Düzeni
Laboratuvar Düzeni
Toplam
%30 %30 %20 %10 %10 %100