DENEY 5:

DENEY 5:
RC DEVRESİNİN OSİLOSKOPLA GEÇİCİ REJİM ANALİZİ
A. DENEYİN AMACI :
Seri RC devresinin geçici rejim davranışını osiloskop ile analiz etmek.
B. KULLANILACAK ARAÇ VE MALZEMELER :
1. Sinyal Üreteci, 2. Osiloskop, 3. Değişik değerlerde direnç ve kondansatörler.
C. DENEY BASAMAKLARI:
1. Seri RC devresinin dc geçici rejim analizini osiloskop kullanarak inceleme:
Aşağıda verilen seri RC devresini göz önüne alınız. Bu devrede kondansatör –daha önce
öğrendiğiniz gibi- 1 konumu için şarj evresinde, 2 konumu için deşarj evresindedir.
Bu deneyde, seri RC devresinin geçici rejim davranışını osiloskopla incelemek için kaynak
olarak dc işaret eklenmiş kare dalga şeklindeki ac işaret seçilecektir. Buna göre, kare
dalganın pozitif alternansında kondansatör şarj olacak ve diğer alternansında ise deşarj
olacaktır. Devrenin yeni şekli şöyledir:
- Hesaplama Adımı:
Şekildeki devreyi hesapla analiz ederek vC, vR ve iC ifadelerini elde ediniz.
Hatırlatma:
Şarj evresi için ifadeler:
1
İn. Ü., Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü
DENEY 5:
RC DEVRESİNİN OSİLOSKOPLA GEÇİCİ REJİM ANALİZİ
Deşarj evresi için ifadeler:
- Ölçme Adımı:
a) Devreyi protoboard üzerine kurunuz. CH1’i girişe, CH2’yi kondansatöre bağlayınız.
Kondansatör voltajının pozitif alternansın neresinde dolduğuna dikkat ediniz. e- vC grafiğini
aşağıya çiziniz.
Not: Çizim yaparken: 1. Çizimleri ölçekli ve özenli bir şekilde yapınız. 2. Çizim yaparken
işaretin bir veya iki peryotluk kısmını en geniş volt/div ve time/div için çiziniz.
3. Eksenlerin rakamlarını yazınız. 4. Eksenleri adlandırmayı unutmayınız.
2
İn. Ü., Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü
DENEY 5:
RC DEVRESİNİN OSİLOSKOPLA GEÇİCİ REJİM ANALİZİ
Direncin değerini R=1000 yaparak kondansatör voltajındaki değişimi gözleyiniz. e- vC
grafiğini aşağıya çiziniz
Direncin değerini R=2000 yaparak kondansatör voltajındaki değişimi gözleyiniz. e- vC
grafiğini aşağıya çiziniz
YORUM: Direncin değeri artırıldığında kondansatör voltajının geçici hal davranışı nasıl
etkilendi?
3
İn. Ü., Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü
DENEY 5:
RC DEVRESİNİN OSİLOSKOPLA GEÇİCİ REJİM ANALİZİ
Direncin değerini R=1000 değerinde sabitleyerek kondansatörün değerini 5nF, 10nF ve
20nF olarak değiştiriniz. Her üç durum için e- vC grafiklerini aşağıya çiziniz
C=5nF
C=10nF
C=20nF
YORUM: Kondansatörün değeri artırıldığında kondansatör voltajının geçici hal davranışı
nasıl etkilendi?
4
İn. Ü., Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü
DENEY 5:
RC DEVRESİNİN OSİLOSKOPLA GEÇİCİ REJİM ANALİZİ
b) Kondansatörün altına 1’luk ölçme direnci bağlayınız. Bu direnç kondansatör akımının
ölçülmesinde kullanılacaktır.
Not: Osiloskop asıl olarak voltaj ölçümünde kullanılan bir cihazdır. Bunun yanında dolaylı
olarak akım ölçümünde de kullanılabilir. Bunun için elemanın toprağa yakın tarafına 1’luk
ölçme direnci seri olarak yerleştirilir. Osiloskobun kanalı bu direnç üzerine bağlanır.
Osiloskobun ölçtüğü değer aslında vRölçme ‘dir. Fakat direncin akım ve voltajı arasında faz
farkı olmadığından, ohm kanunu yardımıyla vRölçme =Rölçmex iRölçme ‘den iRölçme = vRölçme olarak
elde edilir. Eleman üzerinden akan akım, iRölçme ‘ye eşit olacağından, dolaylı yoldan akım
ölçümü gerçekleştirilmiş olur.
CH1’i girişe, CH2’yi ölçme direncine bağlayınız. e- iC grafiğini aşağıya çiziniz
Direncin değerini R=1000 yaparak kondansatör akımındaki değişimi gözleyiniz. e- iC
grafiğini aşağıya çiziniz
Direncin değerini R=2000 yaparak kondansatör akımındaki değişimi gözleyiniz. e- iC
grafiğini aşağıya çiziniz
5
İn. Ü., Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü
DENEY 5:
RC DEVRESİNİN OSİLOSKOPLA GEÇİCİ REJİM ANALİZİ
YORUM: Direncin değeri artırıldığında kondansatör akımının geçici hal davranışı nasıl
etkilendi?
Direncin değerini R=1000 değerinde sabitleyerek kondansatörün değerini 5nF, 10nF ve
20nF olarak değiştiriniz. Her üç durum için e- iC grafiklerini aşağıya çiziniz
C=5nF
C=10nF
6
İn. Ü., Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü
DENEY 5:
RC DEVRESİNİN OSİLOSKOPLA GEÇİCİ REJİM ANALİZİ
C=20nF
YORUM: Kondansatörün değeri artırıldığında kondansatör voltajının geçici hal davranışı
nasıl etkilendi?
c) Direnç voltajını ölçmek için, ölçme direncini devreden çıkarınız ve kondansatör ile direnci
yer değiştiriniz. CH1’i girişe, CH2’yi dirence bağlayınız. e- vR grafiğini aşağıya çiziniz.
YORUM: Kondansatör ile direnci yer değiştirmeden CH2’yi dirence bağlasak ne olurdu?
YORUM2: Kondansatör ile direnci yer değiştirmeden direnç voltajını osiloskop ekranında
nasıl görüntülersiniz? Anlatınız:
7
İn. Ü., Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü
DENEY 5:
RC DEVRESİNİN OSİLOSKOPLA GEÇİCİ REJİM ANALİZİ
Direncin değerini R=1000 yaparak direnç voltajındaki değişimi gözleyiniz. e- vR grafiğini
aşağıya çiziniz
Direncin değerini R=2000 yaparak direnç voltajındaki değişimi gözleyiniz. e- vR grafiğini
aşağıya çiziniz
YORUM: Direncin değeri artırıldığında direnç voltajının geçici hal davranışı nasıl etkilendi?
Direncin değerini R=1000 değerinde sabitleyerek kondansatörün değerini 5nF, 10nF ve
20nF olarak değiştiriniz. Her üç durum için e- vR grafiklerini aşağıya çiziniz
8
İn. Ü., Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü
DENEY 5:
RC DEVRESİNİN OSİLOSKOPLA GEÇİCİ REJİM ANALİZİ
C=5nF
C=10nF
C=20nF
YORUM: Kondansatörün değeri artırıldığında direnç voltajının geçici hal davranışı nasıl
etkilendi?
9
İn. Ü., Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü
DENEY 5:
RC DEVRESİNİN OSİLOSKOPLA GEÇİCİ REJİM ANALİZİ
d) Devreyi ilk haline geri getiriniz. R=500 ve C=10nF için kaynak frekansının değerini
5kHz, 10kHz ve 20kHz yaparak, her bir frekans değeri vC’de gözlediğiniz değişiklikleri
anlamaya çalışarak yorumlayınız. Bu değişikliklerin neden meydana geldiğini anlatınız:
- Simülasyon Adımı:
Yanda verilen devreyi PSPICE ortamında kurunuz.
e=(deneydeki genlik değeri)-10kHz kare dalga,
R=500 ve C=10nF için devreyi simule ediniz. e- vC , evR , e- iC , vC – iC ve vR – iR grafiklerini aşağıya çiziniz.
10
İn. Ü., Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü
DENEY 5:
RC DEVRESİNİN OSİLOSKOPLA GEÇİCİ REJİM ANALİZİ
2. Bu adımda kaynak olarak e=(pozitif alternansta:10V, negatif alternansta:0V genlikli)10kHz’lik kare dalga kullanmak istiyoruz. Bu kaynağı elde etmek için gerekli olan devreyi
kurunuz ve seri RC devresini besleyiniz. R=500 ve C=10nF için e- vC , e- vR , e- iC , vC – iC ve
vR – iR grafiklerini aşağıya çiziniz.
11
İn. Ü., Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü
DENEY 5:
RC DEVRESİNİN OSİLOSKOPLA GEÇİCİ REJİM ANALİZİ
12
İn. Ü., Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü
DENEY 5:
RC DEVRESİNİN OSİLOSKOPLA GEÇİCİ REJİM ANALİZİ
- Simülasyon Adımı:
Kaynağı yeni değerine ayarlayınız. Devreyi simule
ederek e- vC , e- vR , e- iC , vC – iC ve vR – iR grafiklerini
aşağıya çiziniz.
13
İn. Ü., Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü
DENEY 5:
RC DEVRESİNİN OSİLOSKOPLA GEÇİCİ REJİM ANALİZİ
14
İn. Ü., Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü