EEM 201 DEVRE TEORĐSĐ I DENEY 3 Adı&Soyadı: Öğr.Numarası: GERĐLĐM BÖLÜCÜ 3.1 Amaçlar: Yük Olmadan Gerilim Bölücü Đşlemi: − Yüksüz gerilim bölücü devrede gerilim oranlarının ölçülmesi. − Gerilim bölücü formülü. Yük Altında Gerilim Bölücü: − Yük altında gerilim bölücü devrede gerilim oranlarının ölçülmesi. 3.2 Devre Elemanları ve Kullanılan Malzemeler Bu deneyde kullanılacak malzeme ve materyallerin listesi Tablo 3.1’de verilmektedir. Deney esnasında oluşan hata ve hasarları tablo’da gösterilen kısma detaylı bir şekilde not ediniz. Ayrıca deney esnasında materyalleri kullanırken karşılaştığınız zorlukları, deney ve deneyde kullanılan malzemeler hakkındaki önerilerinizi de yazabilirsiniz Table 3.1 Deney3 de kullanılan malzeme ve materyal listesi . No: Materyal Model Seri No: 1 1 Delikli tezgah, DIN A4 2 1 47 Ω Direnç (2W) , (5%) 3 2 100 Ω Direnç (2W) , (5%) 4 1 150 Ω Direnç (2W) , (5%) 5 1 1 kΩ Direnç (2W) , (5%) 6 1 Potansiyometre 200 Ω, (3W) 7 2 Multimetre GMBH 8 1 0 to +/- 15 V arasında kararlı Güç Kaynağı 9 Bağlantı kabloları ve köprü bağlantılar Deney esnasında meydana gelen hasarlar ve öneriler: 3.3 Ön Çalışma 1 Ofis Stok No: EEM 201 DEVRE TEORĐSĐ I DENEY 3 Adı&Soyadı: Öğr.Numarası: 3.4 Deneyin Yapılışı ve Sonuçlar 3.4.1 Yüksüz Gerilim Bölücü Devresi i) ii) iii) iv) v) Şekil 3.1’de verilen devreyi kurunuz. R1=150 Ω, R2=47 Ω. Gerilim kaynağının ve ölçü aletlerinin kutupların doğru bağlandığını ve ölçü aletlerinin ayarlarının doğru konum ve aralıklarda seçildiğini kontrol ediniz. Giriş gerilimini VE=10V olarak ayarlayınız. V1 ve V2 gerilimlerini ölçerek tablo 3.2’ye kaydediniz. R1=100 Ω ve R2=100 Ω için ölçümleri tekrarlayınız. R1=47 Ω ve R2=150 Ω için ölçümleri tekrarlayınız. Şekil 3.2. deki gibi devreyi kurunuz. V1 ve V2 gerilimlerini potansiyometrenin 7 farklı ayarı için ölçünüz ve sonuçları Tablo 3.3’e yazınız. Şekil 3.1 Gerilim bölücü ile gerilim değerlerinin ölçülmesi. Tablo 3.2 Deney 3.4.1 için Sonuç Tablosu R1 (Ω) R2 (Ω) 150 47 100 100 47 150 0 200 V1 (Ω) V2 (Ω) 2 R1 / R2 V1 / V2 EEM 201 DEVRE TEORĐSĐ I DENEY 3 Adı&Soyadı: Öğr.Numarası: Şekil 3.2 Potansiyometre içeren gerilim bölücü devrede gerilim bileşenlerinin ölçülmesi Tablo 3.3 Potansiyometre V (V ) Değerleri (Ayarları) 1 V2 (V ) a (0) b (1) c (2) d (3) e (4) f (5) g (6) vi) vii) Tablo 3.2’de elde edilen değerlerin Şekil 3.3. de grafiğini çiziniz. Tablo 3.3’de elde edilen değerlerin Şekil 3.4. de grafiğini çiziniz. 3 EEM 201 DEVRE TEORĐSĐ I DENEY 3 Adı&Soyadı: Öğr.Numarası: Şekil 3.3 Đki direnç içeren gerilim bölücü devrede farklı direnç değerlerinde gerilim/direnç grafiği Şekil 3.4 Potansiyometre içeren gerilim bölücü devrede farklı potansiyometre ayarları için gerilim/direnç grafiği 3.4.2 Yük Altında Gerilim Bölücü i) ii) iii) iv) v) vi) Şekil 3.5. de verilen devreyi RL yükü olmadan kurunuz Gerilim kaynağının ve ölçü aletlerinin kutuplarının doğru bağlandığını ve ölçü aletlerinin ayarlarının doğru konum aralıklarda seçildiğini kontrol ediniz. Giriş gerilimini VE=10V olarak ayarlayınız. Potansiyometrenin 7 farklı ayarı için V1 ve V2 değerlerini ölçünüz ve değerleri Tablo 3.4’e yazınız. Her seferinde giriş gerilimini 10V’a ayarlayın. Yük direnci RL=1 kΩ iken ölçümleri tekrarlayınız. Yük direnci RL=150 Ω iken ölçümleri tekrarlayınız. Yük direnci RL=47 Ω iken ölçümleri tekrarlayınız. Potansiyometrenin ayar değerleri ile V2 gerilimi arasındaki ilişkinin grafiğini Şekil 3.6’da çiziniz. 4 EEM 201 DEVRE TEORĐSĐ I DENEY 3 Adı&Soyadı: Öğr.Numarası: Şekil 3.5 Yük altındaki gerilim bölücü devrede ölçülen gerilim bileşenleri Tablo 3.4 Deney 3.4.2 Sonuçlar RL = ∞ V1 (V) RL = 1 kΩ V1 (V) V2 (V) V2 (V) a (0) b (1) c (2) d (3) e (4) f (5) g (6) a (0) b (1) c (2) d (3) e (4) f (5) g (6) RL = 150 Ω V1 (V) V2 (V) RL = 47 Ω V1 (V) V2 (V) a (0) b (1) c (2) d (3) e (4) f (5) g (6) a (0) b (1) c (2) d (3) e (4) f (5) g (6) 5 EEM 201 DEVRE TEORĐSĐ I DENEY 3 Adı&Soyadı: Öğr.Numarası: Şekil 3.6 Değişik yük direnci değerlerinde gerilim bölücünün karakteristiği Potansiyometre; sürgülü bir kontakla seçilebilen herhangi bir orta değerli sabit bir direnç içerir. Şekil 3.7 de A ve B sabit terminalleri gösterir, C kayan (hareketli) kontak terminalini gösterir. Potansiyometre ayarları aşağıdaki gibidir. • A ve B arası direnç: 200 Ω • A ve C arası direnç: 120 Ω • C ve B arası direnç: 80 Ω Bunlar nominal değerlerdir ve deneysel olarak bunlara yakın değerler seçilir. O zaman C ve B arasına 47 Ω’luk bir yük direnci yerleştirilir. Oluşturulan kombinasyon Şekil 3.7. de gösterilmektedir. 6 EEM 201 DEVRE TEORĐSĐ I DENEY 3 Adı&Soyadı: Öğr.Numarası: vii) Eğer A-B arasına 10V uygulanırsa C-B arası gerilim nasıl yükselir? VBA = .... Şekil 3.7 “Yük altında gerilim bölücü” hesaplaması için örnek 3.5 Sonuç ve Tartışma 1) Deney 3.4.1 in sonuçlarını kullanarak aşağıdaki soruları cevaplayınız. i) V1 ve V2 gerilimlerini toplayarak sonuçları Tablo 3.2’ ye yazınız. ii) Toplam gerilim VE ile gerilim bileşenleri V1 ve V2 arasında nasıl bir ilişki vardır? iii) iv) R1 R2 ve V1 V2 oranlarını hesaplayınız ve Tablo 3.2’ye kaydediniz. Direnç değerleri ile ölçülen gerilimler arasındaki ilişki nasıldır? 7 EEM 201 DEVRE TEORĐSĐ I DENEY 3 Adı&Soyadı: Öğr.Numarası: Gerilim Bölücü formülünün çıkarılması: R V VE = V1 + V2 ve 1 = 1 formüllerini bilinen VE ve direnç oranlarıyla birlikte R2 V2 kullanarak sonuç olarak V2 gerilimini aşağıdaki gibi hesaplayabiliriz. (Bu formül; sadece yüksüz bir devrede gerilim bölücü için geçerlidir.) VE V2 = R1 +1 R2 Formülün çıkarılması: VE = V1 + V2 (1) R1 V1 = (2) R2 V2 Denklem (1)’den: V1 = VE − V2 (3) Denklem (3)denklem (2)için uygulandığında, sonuç: R1 VE − V2 VE V2 VE = = − = −1 R2 V2 V2 V2 V2 V2 için çözüm: R1 +1 R2 1 = VE V2 V2 = VE R1 +1 R2 V2 = VE R2 R1 + R2 8