19
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.

Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017 ... · Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyıl ... devresi olmak üzere 3 adet devre şemasını

  • Upload
    others

  • View
    12

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017 ... · Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyıl ... devresi olmak üzere 3 adet devre şemasını

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.

Page 2: Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017 ... · Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyıl ... devresi olmak üzere 3 adet devre şemasını

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

Page 3: Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017 ... · Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyıl ... devresi olmak üzere 3 adet devre şemasını

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).

Page 4: Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017 ... · Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyıl ... devresi olmak üzere 3 adet devre şemasını

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

Page 5: Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017 ... · Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyıl ... devresi olmak üzere 3 adet devre şemasını

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

Page 6: Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017 ... · Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyıl ... devresi olmak üzere 3 adet devre şemasını

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

Page 7: Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017 ... · Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyıl ... devresi olmak üzere 3 adet devre şemasını

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

Page 8: Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017 ... · Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyıl ... devresi olmak üzere 3 adet devre şemasını

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

Page 9: Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017 ... · Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyıl ... devresi olmak üzere 3 adet devre şemasını

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.

Page 10: Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017 ... · Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyıl ... devresi olmak üzere 3 adet devre şemasını

10

Değerlendirme

Hazırlık Deney Yapılması

Deney Sonrası

Deney Düzeni

Laboratuvar Düzeni

Toplam

%30 %30 %20 %10 %10 %100

Page 11: Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017 ... · Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyıl ... devresi olmak üzere 3 adet devre şemasını

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.

Page 12: Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017 ... · Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyıl ... devresi olmak üzere 3 adet devre şemasını

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.

Page 13: Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017 ... · Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyıl ... devresi olmak üzere 3 adet devre şemasını

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.

Page 14: Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017 ... · Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyıl ... devresi olmak üzere 3 adet devre şemasını

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

Page 15: Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017 ... · Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyıl ... devresi olmak üzere 3 adet devre şemasını

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.

Page 16: Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017 ... · Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyıl ... devresi olmak üzere 3 adet devre şemasını

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

Page 17: Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017 ... · Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyıl ... devresi olmak üzere 3 adet devre şemasını

17

TABLO 2

TABLO 3

Page 18: Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017 ... · Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyıl ... devresi olmak üzere 3 adet devre şemasını

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

Page 19: Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017 ... · Elektrik-Elektronik Mühendisliği 2017-2018 Bahar Yarıyıl ... devresi olmak üzere 3 adet devre şemasını

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