I AMPERMETRENİN İNCELENMESİ Bu deneyde döner bobinl

K.T.Ü. Elektrik -Elektronik Müh. Böl.
Temel Elektrik Laboratuarı - I
AMPERMETRENİN İNCELENMESİ
Bu deneyde döner bobinli bir aletin özellikleri incelenecektir.
Döner bobinli alete akım, döner bobinli sistemin yayları üzerinden iletilmektedir. Yayların
ısınarak özelliklerini değiştirmemeleri için ampermetreden geçen akımın mümkün olduğunca
küçük tutulması gerekmektedir. Uygulamada küçük bir akımla aletin tam sapması sağlanmakta ve bu aletle büyük akımların ölçülmesi şöntleme yöntemiyle yapılmaktadır.
IA
A
I
A
R
B
Şekil-1.
R ampermetreye paralel bağlanan şönt direncidir. Ampermetrenin iç direnci R1 ise devreden
gecen I akımı ile aletten geçen IA akımı arasındaki ilişkiyi bulalım. A ve B noktaları
arasındaki gerilim düşümü;
UAB=IA. Ri
ve
UAB =(I- IA).R
dir. Gerilim eşitliğinden;
IA .Ri = (I- IA) . R
IA. (Ri + R) = I.R
I= I A
( Ri
R)
R
I A (1
Ri
)
R
Görüldüğü gibi şöntlenmiş bir alet IA akımını gösterdiği zaman devreden geçen akımı,
I= IA (1
Ri
)
R
bağıntısından bulabiliriz.
Deneyin Yapılışı:
1. Elimizdeki ampermetrenin ölçme sınırını 10 katına çıkartarak şönt direncini hesaplayınız.
Aşağıdaki devreden akım geçirerek şöntlenmiş ampermetre ile akımı ölçünüz. Devreden
geçen akımı diğer bir ampermetre ile ölçerek değerleri karşılaştırınız. Deneyi birkaç akım
düzeyi için tekrarlayınız.
R
A
Yük
A
Şekil-2.
2. Döner bobinli alet alternatif akımı ölçmemektedir . Alternatif akım ancak diyotlar1a
doğrultulduktan sonra bu aletler1e ölçülebi1ir. Diyotlar akımı bir yönde geçiren diğer yönde
geçirmeyen elektronik anahtarlardır. Teknikte tek yollu ve çift yollu olmak üzere iki tür
doğrultucu devre kul1anı1maktadır.
Aşağıdaki devrede, akım tek yollu olarak doğrultulmakta
ve ortalama değeri
ölçülmektedir
R
A
Yük
Şekil-3.
Yükten akan akım ve ampermetreden akan akım şeki1leri aşağıda verilmiştir.
Ampermetrenin sapması, içerisinden gecen akımın ortalama değeriyle orantılıdır.
t
Yük akımı
t
Ampermetreden
geçen akım
T
1
k
i(t )dt
TO
k : Orantı katsayısı
Tek yollu doğrultucuyla ampermetrenin göstereceği sapmayı bulalım
1
k
T
=
T
k I
. ( cos wt )
T w
2
I . sin( wt )dt
O
k T .I m
(1 1)
T 2
k
Im
T
2
0
k=1
Idc =Iort =
Im
görüldüğü gibi aletin yapacağı sapma akımın tepe değeri ile orantılıdır.
Deneyin Yapılışı:
1- Şekil 3'teki devrede ampermetrenin sapmasını belirli bir yükte bulunuz. Buradan yükten
gecen akımın tepe değerini ve etkin değerini hesaplayınız.
2-Bulduğunuz değer yukarıdaki hesaplardan görebileceğiniz gibi kaynağın frekansından
bağımsızdır. Fakat diyotların frekansı yükseldikçe tam görev yapmamalarından dolayı ,
yüksek frekanslarda aynı akımda ampermetrenin sapması azalmaktadır. Besleme kaynağının
frekansını değiştirerek çeşitli frekanslarda aletin sapmasını okuyunuz . Frekansı deriştirirken
genliğin sabit kalıp kalmadığını yüke bir osi1oskop bağlayarak kontrol ediniz.
3- Ampermetrelerin alternatif akım kadranları sinüs biçimli akımların etkin değerini
gösterecek şekilde ölçeklenmişlerdir. Alet içerisinden akan akımın ortalama değerini
gösterdiğinden aletten geçen akım sinüs biçimli değilse alet yanlış değer gösterir. Aletten sinüs biçimli olmayan akımlar geçirerek aletin gösterdiği değeri okuyunuz. Ayrıca aletin
göstereceği değeri hesap yoluyla bulunuz. Sonuçları karşılaştırınız .
4. Döner bobinli alet1e gerilim, alete bir ön direnç takı1arak ölçülür.
A
A
DC Voltmetre
R
B
Şekil -5.
Ampermetreden geçen akım I=E/R+Ri ) dir. Burada Ri ampermetrenin iç direncidir. R ve Ri
dirençleri bilindiklerine göre I akımı ölçülerek E gerilimi E=I.(R+Ri) olarak bulunabilir. R ön
direnci değiştirilerek aynı alet1e çeşit1i kademelerde yapı1abilir.
Ampermetreye en çok 10 V ölçülebilecek şekilde bir ön direnci hesaplayarak takınız. E
gerilim kaynağının gerilimini değiştirerek gerilimin değerini yaptığınız voltmetreyle ölçünüz.
A ve B uçlarına bir voltmetre bağlayarak ölçtüğünüz değerleri kontrol ediniz.