EET 148 Ölçme Laboratuvar* - Düzce Üniversitesi Elektrik

T.C. DÜZCE ÜNİVERSİTESİ
TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
2014-2015 BAHAR DÖNEMİ
EET 148
ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİNDE ÖLÇME
LABORATUVARI DENEY FÖYÜ
Öğrencinin Numarası :
Öğrencinin Adı Soyadı :
Deneyin Adı
:
Deneyin Yapıldığı Tarih:
Raporun Teslim Tarihi:
DEĞERLENDİRME ÖLÇÜTLERİ
Puanlama
Format
ve Tertip
Doğruluk
Raporda
İstenilenler
Sonuçlar
Deney
Performansı
%20
%25
%25
%20
%10
Değerlendirme
1
Toplam
DENEY NO
DENEYİN ADI
:8
: RC ve RL DEVRELERİNDE FAZ FARKI ve LİSSAJOUS EĞRİLERİNİN
İNCELENMESİ
AMAÇ
➢
Sinüsodial ve kare dalga şeklindeki sinyalin RC devresinden çıkışını incelemek
➢
RC devresinde faz farkını ve gerilim üçgenini incelemek
➢
Sinüsodial ve kare dalgalar şeklinde sinyalin RL devresinden çıkışını incelemek
➢
RL devresinde faz farkını ve gerilim üçgenini incelemek
TEORİK BİLGİ
Eğer üzerinde pasif elemanlar bulunan bir devreye enerji verilirse bu elemanlar üç değişik şekilde
davranış gösterirler:
1. Enerjiyi ısı olarak harcarlar.
2. Manyetik alan olarak saklarlar.
3. Elektrik yükü olarak saklarlar.
Eğer devrede enerjinin tamamı yalnızca ısı enerjisi harcanıyorsa bu eleman saf dirençtir. Eğer,
manyetik enerji olarak saklanıyorsa eleman bir indükleyicidir, şayet enerji elektrik yükü olarak
saklanıyorsa eleman bir kondansatördür. Pratikte bir devrede bu üç özellik tek başına olmaz.
Kural olarak çoğu zaman iki ve hatta üçü de aynı anda mevcuttur. Ancak çalışmalarımızın kolay
olması için bağımsız elektriksel kavramlar olarak farz edilmektedir.
Empedans ve Ohm Kanunu
Alternatif akım devrelerinde üzerlerinde akım dolaşan direnç, bobin ve kondansatör olmak üzere
üç çeşit pasif eleman bulunur. Empedans böyle bir devrede bu üç elemanın akıma karşı koyma
özelliği olarak tanımlanır. Empedans Z sembolü ile gösterilir.
Tek bir elemanın veya bir devre dalı üzerindeki elemanların ya da bütün bir devrenin empedansı
devre veya elemanı besleyen voltajın orada dolaşan akım şiddetine oranı olarak tanımlanır.
Voltaj
O halde, Empedans = ——————
Akım şiddeti
veya Z=V/I
Eğer voltaj ve akım şiddeti sinüzoidal ise Z bir modül ve argüman (açı) ile temsil edilir. Bu argümana
veya voltaj ile akım şiddeti arasındaki açıya faz açısı veya kısaca faz denir.
2
Faz açısı
Eğer voltaj ve akım şiddeti zamanın fonksiyonu olarak aynı zaman ekseni üzerinde grafikle
gösterilirse her hangi bir anda voltaj ve akım şiddetinin büyüklükleri arasında bir fark olduğu
görülecektir. Devre elemanı yalnızca bir direnç ise bu fark sıfırdır. Bu ikisi arasındaki fark faz
açısı ile de ifade edilebilir. Faz açısı 900 veya radyan cinsinden π/2 den büyük olamaz.
Bir faz açısından söz edildiğinde bu, akım şiddeti ( I ) ile voltaj ( V ) arasındaki fark olarak
düşünülmelidir.
Direnç – R: Yalnızca direnç içeren bir devrede (saf direnç) akım şiddeti ile voltaj aynı fazdadır.
Bakınız şekil 1. Bu durumda, Z = R olur.
Şekil 1
0
Öz indüksiyon - L : Yalnızca bobin içeren bir devrede (saf indüksiyon) akım şiddeti 90 veya
π/2 radyan voltajın gerisindedir. Bakınız şekil 2. Bu durumda,
Empedansın modülü Z = ω L.
Şekil 2
EET 148 Ölçme Laboratuvarı
Kapasite – C : Yalnızca kondansatör bulunan bir devrede (saf kapasite) akım şiddeti voltajın 900
veya π/2 radyan önündedir. Bakınız şekil 3. Bu durumda,
Empedansın modülü = 1 / ω C
Şekil 3
RL devresinde voltaj üçgeni
Bobinin direnç ve öz indüktansı üzerindeki potansiyel farkların toplamının güç kaynağının
devreye verdiği etkin (rms) voltaja eşit olduğu açıktır. O halde VR + VL nin bir vektörel
toplam olduğuna dikkat etmeliyiz. Bakınız şekil
V
V
L
φ
V
R
Şekil 4. RL devresinde voltaj üçgeni
RC devresinde voltaj üçgeni
Bu devreler bir kondansatör ve buna bağlanmış dirençlerden oluşur. Bunların tamamı devre
çalışmasında hesaba alınmalıdır. Çünkü devrenin direncini bu sistem belirler. Kondansatörün ve
direncin üzerindeki potansiyel farkların toplamının güç kaynağının devreye verdiği etkin
(rms) voltaja eşit olduğu açıktır. O halde VR + VC nin bir vektörel toplam olduğuna dikkat
etmeliyiz. Bakınız şekil 5.
2014-2015 Öğretim Yılı | Bahar
Dönemi
4
EET 148 Ölçme Laboratuvarı
VR
0
VC
V
Şekil 5. RC devresinde voltaj üçgeni
DENEYİN YAPILIŞI
1)V giriş gerilimi ile VC kondansatör uçlarındaki gerilim arasındaki faz farkının ölçülmesi
amacıyla Şekil 6’daki devre breadboard üzerinde gerçekleştirilir.
2) R=10 ohm ve C=220 nF olarak devreye bağlayınız.
3) Osiloskop ile CH1 ve CH2 eğrilerinden  faz farkı belirlenir. Bunun için iki eğri
arasındaki t zaman farkının açıya dönüştürülmesi yeterlidir. Sonuçlar Tablo 1’e işlenir.
Şekil 6.
V ve VR sinyallerinin tepe değerlerini kaydediniz.
VT=…………..…, VRT=…..…………
Sinyallerin periyodunu (T ) ve aralarındaki zaman gecikmesini ( td ) kaydediniz.
T=……………..,
td =……………..
Elde ettiğiniz sonuçları kullanarak; voltaj ve akım arasındaki faz kaymasını (ɸ) hesaplayınız.
2014-2015 Öğretim Yılı | Bahar
Dönemi
5
EET 148 Ölçme Laboratuvarı
𝜙𝑑 =
𝑡𝑑
𝑇
360° =…………….
x-y butonuna basarak osiloskop ekranında Lissajous şeklini gözlemleyiniz. Faz kayması için
gerekli dataları kaydediniz.

Liss.  ArgSin( Y/Ym ) 
Tablo 1
Sinyal Generatörü
Osiloskop(YT modu ile)

t
td
Y
Lissajous
Ym
 Lissajous
7 khz 6 VT-T
4) Lissajous şekli ile faz farkının belirlenebilmesi için osiloskop XY konumuna getirilir.
5) YA ve YB değerleri ölçülerek Tablo 1’e yazılır. Bu değerlerden  Lissajous faz farkı
hesaplanarak, sonuç Tablo 1’e işlenir; bu sonuç osiloskopla ölçülen  faz farkı değeri ile
karşılaştırılır.
6) Tablo 1’deki osilaskop ekranlarını çiziniz veya resmini kaydediniz.
7) Ohmmetre ile bobinin sargı direncini ölçerek aşağıya yazınız. Ölçüm esnasında bobin,
ohmmetre dışında herhangi bir devre elemanına bağlı olmamalıdır.
r =…………….
8) Şekil 7’deki devreyi kurunuz. Bobinin değerini 1mH ve direnci yine 10 ohm olarak
seçiniz. Sinyal jeneratöründe voltaj değerini tepeden tepeye 6 V, frekans değerini 7 kHz,
DC değeri sıfır olan sinüsoydal bir gerilim ayarlayınız.
Şekil 7. Osiloskop ile bobinin akım ve geriliminin ölçülmesi.
2014-2015 Öğretim Yılı | Bahar
Dönemi
6
EET 148 Ölçme Laboratuvarı
9) Osiloskopta v1 ve v2 voltajlarını gözlemleyerek Şekil 8’de v ve i grafiğini çiziniz.
Şekil 8. Bobinin voltaj ve akım değişimleri.
V1 ve V2 sinyallerinin tepe değerlerini kaydediniz.
V1T=…………..…, V2T=…..…………
Sinyallerin periyodunu (T ) ve aralarındaki zaman gecikmesini ( td ) kaydediniz.
T=……………..,
td =……………..
Elde ettiğiniz sonuçları kullanarak; voltaj ve akım arasındaki faz kaymasını (ɸ) hesaplayınız.
𝜙𝑑 =
𝑡𝑑
𝑇
360° =…………….
x-y butonuna basarak osiloskop ekranında Lissajous şeklini gözlemleyiniz. Faz kayması için
gerekli dataları kaydediniz.

Liss.  ArgSin( Y/Ym ) 
Tablo 2
Sinyal Generatörü
t
Osiloskop(YT modu ile)

td
Y
Lissajous
Ym
 Lissajous
7 khz 6 VT-T
2014-2015 Öğretim Yılı | Bahar
Dönemi
7