DENEY NO : 8 TOPRAKLAMA PROBLEMİ

TOPRAKLAMA PROBLEMİ
DENEY NO : 1
Deneyde, ölçüm cihazlarında özellikle osiloskopta karşılaşılan topraklama problemi üzerinde
durulacaktır. Bu problemin çözümü konusunda devre üzerinde veya ölçüm düzeneğinde
yapılması gerekli değişiklikler anlatılacaktır.
I- KURAMSAL AÇIKLAMALAR
Elektrikli cihazlarında, bu cihazları kullanan insanların elektriksel güvenliklerini sağlamak
(elektrik çarpılmalarını önlemek) için yapılan işleme topraklama işlemi denir. Kullanılan
elektrikli cihazda herhangi bir nedenle faz cihazın dış yüzeyine temas edebilir. Bu durum
kullanıcılar için bir çarpılma riski oluşturmaktadır. Anlatılan riskin ortadan kaldırılması için
cihazın dış yüzeyi harici bir kablo ile bulunulan ortamın toprağına bağlanmalıdır. Bu sayede
cihazın dış yüzeyinde oluşabilecek gerilim yükü direk olarak toprağa boşalacağından kullanıcı
için herhangi bir risk oluşturmayacaktır.
Osiloskop, işaret üreteci ve DC güç kaynakları gibi laboratuar cihazlarının topraklanması
yukarıda anlatılan nedenlerin yanında üretilen işaretlerin ve ölçülen işaretlerin doğruluğu için
de yapılmaktadır. Örneğin işaret üreteci tarafından üretilen bir işaretin devreye uygulandığı
durumu düşünelim. Devrenin ortak (-) ucunda oluşabilecek herhangi bir gerilim devreye
uygulanan işaretin de doğruluğunu bozacaktır. Bununla birlikte osiloskop tarafından devre
üzerinde yapılan ölçümde de, devrenin ortak (-) ucunda oluşabilecek herhangi bir gerilim
osiloskopta gözlemlenen işaretin doğruluğunu bozacaktır. Anlatılan problemlerin çözümü için
belirtilen laboratuar cihazlarında dış yüzeyler ile beraber ortak (-) çıkış uçları da toprak
hattına bağlanmıştır. Şekil 2’de topraklanan laboratuar cihazları gösterilmektedir.
Şekil 2
Topraklanan ölçüm cihazlarındaki ortak (-) çıkış uçları toprak hattı üzerinden birleşmektedir.
Bu durum ise bazı istenmeyen ölçüm problemleri de oluşturmaktadır. Bu problemleri devreler
üzerinde gösterelim.
48
Şekil 3
Şekil 3’de gösterilen devrede kullanılan laboratuar cihazlarının topraklanması sonucu ortak (-)
çıkış uçları birleşeceğinden şekil 3’deki devre şekil 4’de belirtilen konumu almaktadır.
Şekil 4
Şekil 4’de topraklama sonucu oluşan yeni konumda yapılan ölçümler, şekil 3’de gösterilen
istenilen ölçümler olmayacağından yanlış ölçüm yapılacaktır. Bu problemin çözümü için
Osiloskop ve DC güç kaynağının topraklanmasının iptal edilmesi veya devrenin tekrar
düzenlenmesi gerekmektedir. Osiloskop ve DC güç kaynağının toprağının yalıtılması için
bağlandıkları prizlerdeki toprak hattının bir yalıtkan ile (örn. kağıt) ayrılması gerekmektedir.
II- ÖN HAZIRLIK
Şekil 5’deki devrede 2.2K‘luk direnç üzerindeki gerilim osiloskobun 1. kanalından ve
1.5K’luk direnç üzerindeki gerilim osiloskobun 2. kanalından aynı anda gözlemlenmektedir.
Osiloskobun ve işaret üretecinin topraklandığı, DC güç kaynağının toprağının yalıtıldığı
konumda osiloskobun iki kanalında aynı anda gözlemlenecek işaretleri hesaplayıp, çiziniz.
49
Şekil 5
III- DENEYDE KULLANILACAK ELEMANLAR
560, 2x1K, 2x2.2K, 4.7K
IV- DENEYİN YAPILIŞI
1. Şekil 6‘daki devreyi kurunuz. Devrede osiloskobun CH1 kanalında gözlemlediğiniz işareti
çiziniz.
Şekil 6
2. Şekil 7’deki devreyi kurunuz. Bu devrede de osiloskobun CH1 kanalında gözlemlediğiniz
işareti çiziniz.
50
Şekil 7
V- RAPORDA İSTENİLENLER
1. 2. basamakta verilen devre, 1. basamaktaki devrenin başka bir şekilde düzenlenmiş
halidir. İki basamakta gözlemlenen işaretler arasındaki farkın nedenini açıklayınız.
Gözlemlenen işaretlerden hangisi doğrudur? Nedenini belirtiniz.
2. Osiloskobun iki kanalını kullanarak yapılan ölçümlerde karşılaşılan topraklama
problemini açıklayınız. Bu probleme bir çözüm önerisi getiriniz.
H.BURDURLU
OCAK 2005
51