Deney Föyü - SEMAM.ORG

SAKARYA
ÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
ElektromanyetikAlanlarveMikrodalgaTekniğiAnabilimDalı
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuvarı
www.semam.org
ELEKTRONİK ve HABERLEŞME LABORATUVARI II
ELEKTROMANYETİK UYUMLULUK LABORATUVARI DENEY FÖYÜ Prof. Dr. Osman ÇEREZCİ
Arş. Gör. Şuayb Çağrı YENER
Arş. Gör. Baha KANBEROĞLU
Doküman No: D.D.2014.001
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
D.D.2014.001
V2.0‐04.03.2014 Bu doküman yalnızca, ilgili ders kapsamında öğrencilerin kişisel kullanımlarına yönelik olarak düzenlenmiştir. Dokümanın tamamı ya da bir bölümü, Sakarya Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Elektromanyetik Araştırma Merkezi Proje Laboratuvarının ve yazarların izni olmaksızın farklı amaçlarla kopyalanamaz, çoğaltılamaz ve kullanılamaz. ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 2
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
D.D.2014.001
V2.0‐04.03.2014 İçindekiler
1 2 3 4 5 ELEKTROMANYETİK UYUMLULUĞA GİRİŞ VE TEMEL KAVRAMLAR ................................... 5 1.1 Frekans‐Dalga Boyu İlişkisi ........................................................................................... 5 1.2 Elektromanyetik Spektrum .......................................................................................... 5 1.3 Desibel (dB) Kavramı ve Fiziksel Büyüklüklerin dB Cinsinden İfade Biçimleri ............. 6 1.4 Elektromanyetik Uyumluluk ve Girişim ....................................................................... 8 1.5 Emisyon – Bağışıklık ..................................................................................................... 9 1.6 Önemli Elektromanyetik Ortam Etkileri .................................................................... 10 1.7 EMC Testlerinin Sınıflandırılması ............................................................................... 10 1.8 EMC Standartları ........................................................................................................ 10 1.9 Elektromanyetik Alan Ölçümleri ................................................................................ 10 1.10 Kuplaj Mekanizmaları ............................................................................................. 12 1.11 EMI Önlemleri ........................................................................................................ 12 DENEY 1: ELEKTROMANYETİK ALAN ÖLÇÜMLERİ ............................................................ 13 2.1 Deneyin Amacı ........................................................................................................... 13 2.2 Teçhizat ...................................................................................................................... 13 2.3 Deneyin Uygulanması, Ölçüm Değerlerinin Tablo ve Grafiklere Aktarılması ............ 13 2.4 Sonuç ve Değerlendirme ........................................................................................... 14 DENEY 2: FREKANS‐ZAMAN İLİŞKİSİ ................................................................................. 15 3.1 Deneyin Amacı ........................................................................................................... 15 3.2 Deneyde Kullanılan Araç ve Gereçler ........................................................................ 15 3.3 Deney Düzeneği ......................................................................................................... 17 3.4 Deneyin Uygulanışı .................................................................................................... 17 3.5 Sonuç ......................................................................................................................... 18 DENEY 3: AKIM YOLU UYGULAMASI ................................................................................ 19 4.1 Teçhizat ...................................................................................................................... 19 4.2 Deney Düzeneği ......................................................................................................... 20 4.3 Ölçümlerin Yapılması ................................................................................................. 20 4.4 Deney Sonucu ............................................................................................................ 21 DENEY 4: ENDÜKTANS VE KAPASİTANS ÖLÇÜMLERİ ....................................................... 22 ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 3
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
D.D.2014.001
V2.0‐04.03.2014 5.1 Deneyin Amacı ........................................................................................................... 22 5.2 Teçhizat ...................................................................................................................... 22 5.3 Deneyin Uygulanması ................................................................................................ 22 ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 4
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
D.D.2014.001
V2.0‐04.03.2014 1 ELEKTROMANYETİKUYUMLULUĞAGİRİŞVETEMELKAVRAMLAR
1.1 Frekans‐DalgaBoyuİlişkisi
Elektromanyetik ışımanın frekans ve dalga boyu bileşenleri bulunmaktadır. Elektromanyetik dalganın osilasyon yapısı için tanımlanan frekans ve dalga boyu arasındaki ilişki aşağıdaki gibi verilir. f 
c

Burada v dalganın hızını gösterir. Boşlukta elektromanyetik ışımanın hızı ışık hızına (c) eşit ve değeri 300.000km/s’dir. Örnek olarak 3m uzunluktaki bir elektrik güç kablosu için osilasyon frekansı 100MHz’dir. 1.2 ElektromanyetikSpektrum
Elektromanyetik spektrum fizik kurallarınca mümkün kılınan tüm elektromanyetik radyasyonu ve farklı ışınım türevlerinin dalga boyları veya frekanslarına göre bu tayftaki rölatif yerlerini ifade eden kavramdır. Elektromanyetik spektrum dalga boylarına göre atom altı değerlerden başlayıp, dalga boyları binlerce kilometre uzunlukta olabilecek radyo dalgalarına kadar birçok farklı radyasyon tipini içerir. Görünen ışık bu elektromanyetik spektrum içerisinde ortada bir bölgede yer alır. Şekil 1‐1. Elektromanyetik spektrum ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 5
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
D.D.2014.001
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
V2.0‐04.03.2014 EMC (Elektromanyetik Uyumluluk) bağlamında ise elektromanyetik spektrum bundan daha dar bir bölgeyi kapsar. Aşağıda Üsküdar/İSTANBUL’dan 420MHz – 2,5GHz bandında alınan örnek bir elektromanyetik spektrum görüntüsü verilmiştir. (Şekil 1‐2) Şekil 1‐2. Elektromanyetik spektrum (19.11.2012 Üsküdar/İSTANBUL) Tablo 1.1. Frekans bandları Frekans 3 Hz‐30 Hz 30 Hz‐300 Hz 300 Hz‐3 kHz 3 kHz‐30 kHz 30 kHz‐300 kHz 300 kHz‐3 MHz 3 MHz‐30 MHz 30 MHz‐300 MHz 300 MHz‐3 GHz 3 GHz‐30 GHz 30 GHz‐ 300GHz Dalga boyu 100.000 km ‐ 10.000 km 10.000 km ‐ 1.000 km 1.000 km ‐ 100 km 100 km ‐ 10 km 10 km ‐ 1 km 1 km ‐ 100 m 100 m ‐ 10 m 10 m ‐ 1 m 1 m ‐ 10 cm 10 cm ‐ 1cm 1 cm ‐ 1 mm Frekans Bandı ULF ELF VF VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF 1.3 Desibel (dB) Kavramı ve Fiziksel Büyüklüklerin dB Cinsinden İfade
Biçimleri
1.3.1 Desibel (dB) Kavramı Desibel (dB) kavramı belirli bir referans değere ya da miktar seviyeye olan oranı belirten logaritmik ve boyutsuz bir birimdir. Desibel (dB) daima iki değer arasındaki karşılaştırmadır. Desibel kavramı güç, gerilim, akım vb. birçok büyüklüğe uygulanabilir. Desibel (dB) birimi temel büyüklüğe referans anlamı taşır. Benzer şekilde dB’ye dBm, dBµ gibi son ekler getirilerek aynı büyüklüğün m ve µ alt katlarına olan oran da ifade edilebilir. ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 6
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
D.D.2014.001
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
V2.0‐04.03.2014 Tablo 1.2. Fiziksel büyüklüklerin dB gösterimleri Sembol E I P H B V Büyüklük Elektrik Alan Şiddeti Akım Güç Manyetik Alan Şiddeti Manyetik Akı Yoğunluğu Gerilim Taban Seviyesi 1 uV/m 1 uA 1 mW 1 uA/m 1 pT 1 uV Birimi dBuV/m dBuA dBm dBuA/m dBpT dBuV 1.3.2 Güç Seviyeleri İçin dB Kavramı dB  10  log10 

P1
 P2 
1.3.3 Gerilim ve Akım Seviyeleri İçin dB Kavramı P1 I12 R

P2 I 22 R
2
P
I 
10  log10  1   10  log10  1   P2 
 I2 
I 
dB  20  log10  1 
 I2 
Benzer şekilde gerilim için de aşağıdaki ilişki söz konusudur. V
dB  20  log10  1   V2 
1.3.4 Güç, Gerilim, Akım için bazı temel tablolar Tablo 1.3. Güç için dB dönüşüm tablosu dB ‐60 ‐50 ‐40 ‐30 ‐20 ‐10 ‐7 ‐4 0 3 6 10 dBm ‐30 ‐20 ‐10 0 10 20 23 26 30 33 36 40 Watt 1µW 10µW 100µW 1mW 10mW 100mW 200mW 400mW 1W 2W 4W 10W ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 7
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
D.D.2014.001
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
V2.0‐04.03.2014 Tablo 1.4. Gerilim için dB dönüşüm tablosu dBV ‐120 ‐100 ‐80 ‐60 ‐40 ‐20 ‐12 ‐6 0 6 12 20 dBµV 0 20 40 60 80 100 106 112 120 126 132 140 Volt 1µV 10µV 100µV 1mV 10mV 100mV 200mV 400mV 1V 2V 4V 10V Tablo 1.5. Akım için dB dönüşüm tablosu dBA ‐120 ‐100 ‐80 ‐60 ‐40 ‐20 ‐12 ‐6 0 6 12 20 dBµA 0 20 40 60 80 100 106 112 120 126 132 140 Amper 1µA 10µA 100µA 1mA 10mA 100mA 200mA 400mA 1A 2A 4A 10A 1.3.5 50Ω Sistemi İçin Dönüşümler 


0 dBm = 107 dBµV
0 dBm = 73 dBµA
34 dBµV = 0 dBµA
1.4 ElektromanyetikUyumlulukveGirişim
1.4.1 Elektromanyetik Girişim Elektrik‐elektronik ve elektromekanik sistemlerin çalışırken açığa çıkardıkları elektromanyetik enerji ile veya ortamda mevcut bulunan elektromanyetik enerji ile karşılıklı olarak birbirlerini etkilemeleri ve bu etkileşim sonucunda sistemlerin çalışma performanslarında bozulma veya tamamen çalışamaz hale gelmeleri elektromanyetik girişim olarak adlandırılır. ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 8
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
D.D.2014.001
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
V2.0‐04.03.2014 Girişim, elektrik ve elektronik cihazların performansında bozulmaya, istenmeyen tepkiler vermesine veya hatalı işlemesine yol açan radyo frekanslarında doğal veya insan kaynaklı her türlü bozucu etki, işaret ve emisyondur. 1.4.2 Elektromanyetik Uyumluluk Elektromanyetik uyumluluk (EMU‐EMC) bir sistemin tüm elektriksel komponentlerinin istendiği gibi işlevini yerine getirmesidir. Çevre etkileri, ilgili koşullar ve süreçler ne olursa olsun bozulmanın meydana gelmemesidir. Elektronik sistemlerin belirlenmiş bir güvenlik limiti içinde ve tasarlandıkları performans seviyesinde elektromanyetik girişim nedeniyle kabul edilemez kötüleşmeye uğramadan ve kötüleşmeye yol açmadan çalışıyorsa elektromanyetik uyumlu demektir. OK
OK
Şekil 1‐3. Elektromanyetik uyumluluk 1.5 Emisyon–Bağışıklık
1.5.1 Emisyon Elektrik‐elektronik cihazdan yayılan elektromanyetik enerjiye emisyon denir. Emisyonlar istemli veya istem dışı olarak sınıflandırılabilir. İstemli emisyona örnek bir telsiz vericisinin kendisine tahsis edilen kanaldan ortama elektromanyetik enerji yaymasıdır. İstemdışı emisyon ise genel olarak gürültü kavramı altında değerlendirebilir. Yine aynı telsiz vericisinden yayılan harmonikler buna örnek gösterilebilir. 1.5.2 Bağışıklık Alınganlık (susceptibility) elektrik‐elektronik cihazın bulunduğu elektromanyetik ortamdan etkilenmesi Bağışıklık (immunity) alınganlık teriminin sivil uygulamalardaki karşılığıdır. ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 9
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
D.D.2014.001
V2.0‐04.03.2014 1.6 ÖnemliElektromanyetikOrtamEtkileri









EMC: Elektromanyetik uyumluluk (ElectroMagnetic Compatibility) EMI: Elektromanyetik girişim (Electromagnetic Interference) Yıldırım EMP: Elektromanyetik darbe (ElectroMagnetic Pulse) ESD: Elektrostatik deşarj (Electrostatic Discharge) HERO: Elektromanyetik ışımanın mühimmat üzerinde tehlikeleri (Hazards of Electromagnetic Radiation to the Ordnance) HERP: Elektromanyetik ışımanın personel üzerinde tehlikeleri (Hazards of Electromagnetic Radiation to the Personnel) HERF: Elektromanyetik ışımanın yakıt üzerinde tehlikeleri (Hazards of Electromagnetic Radiation to the Fuel) TEMPEST: Tests for Electromagnetic Propagation, Emission and Spurious Emanation 1.7 EMCTestlerininSınıflandırılması

EMI testinin iki yönü vardır: ‐ Emisyon (Emission) ‐ Alınganlık (Susceptibility) veya Bağışıklık (Immunity)  Kuplaj yöntemi açısından da iki farklı kategori mevcuttur: ‐ Işıma yoluyla (Radiated) ‐ İletkenlik yoluyla (Conducted) 1.8 EMCStandartları
Standartlar ürünlerin kalitesini belirleyen temel unsurlardır. Standartlarda iki önemli unsur yer alır: 

Test sınır değerleri Test yöntemleri Askeri ve sivil gerekliklere uygun olarak hazırlanan birbirinden farklı alanlarda uygulanan EMC standardı dokümanları mevcuttur. 1.9 ElektromanyetikAlanÖlçümleri
1.9.1 Ortam Empedansı Elektromanyetik dalga kaynaktan belli bir mesafeden itibaren düzlem dalga halini alır. Bu noktadan itibaren elektrik ve manyetik alan bileşenleri sabit bir oranla değişir. ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 10
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
D.D.2014.001
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
V2.0‐04.03.2014 10
4
Halk a
Dipol
3
E/H
10
10
2
1
10
-2
10
10
-1
10
0
10
1
R / d a lg a b o yu
Şekil 1‐4. Ortam Empedansı 1.9.2 Yakın Alan – Uzak Alan Kriteri Uzak alan kriterleri aşağıdaki gibidir: Anten boyutu dalga boyundan küçükse (Yönsüz antenler için): 
2
Anten boyutu dalga boyundan büyükse (Yönlendirilmiş antenler için): 2D 2

(D antenin boyu) Elektrik alan ve manyetik alan arasındaki oran uzak alan koşulları altında sabit olup değeri 377’dir. 1.9.3 Elektromanyetik Alan Birimlerinin Birbirine Dönüşümü Tablo 1.6. Elektromanyetik ölçüm birimlerinin dönüşümü Güç Yoğunluğu 0,000.1 μW/cm² 0,001 μW/cm² 0,01 μW/cm² 0,1 μW/cm² 1 μW/cm² 10 μW/cm² 100 μW/cm² Elektrik Alan 0,019.4 V/m 0,061.4 V/m 0,194 V/m 0,614 V/m 1,94 V/m 6,14 V/m 19,4 V/m Manyetik Alan 0,000.051.5 A/m 0,000.162 A/m 0,000.515 A/m 0,001.62 A/m 0,005.15 A/m 0,016.2 A/m 0,051.5 A/m ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 11
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
D.D.2014.001
V2.0‐04.03.2014 Tablodan görüldüğü üzere elektrik alan ve manyetik alan arasında 377 oranı söz konusudur. Manyetik alan bileşeni, manyetik akı yoğunluğu cinsinden Tesla biriminde ifade edilmek istenirse, 1A/m ≅ 1,25μT eşitliği söz konusudur. 1.10 KuplajMekanizmaları
Şekil 1‐5. Kuplaj mekanizmaları 1.11 EMIÖnlemleri







Topraklama (Grounding) Ekranlama (Shielding) Bağlama (Bonding) Filtreleme (Filtering) Kablolama (Cabling) Devre Tasarımı (Circuit Design) Fiziksel Ayırım (Separation) ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 12
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
D.D.2014.001
V2.0‐04.03.2014 2 DENEY1:ELEKTROMANYETİKALANÖLÇÜMLERİ
2.1 DeneyinAmacı
Yaşam ve çalışma ortamlarının iç ve dış alanlarında bulunan değişik frekanslardaki elektromanyetik radyasyonun seviyesi uygun cihazlar ile yapılacak ölçümlerle belirlenecektir. Elde edilen değerlerin standartlara göre değerlendirilmesi yapılacaktır. 2.2 Teçhizat







Elektromanyetik alan simülatörü ve antenler Manyetik alan test üreteci ELF elektromanyetik alan ölçüm cihazı RF geniş band elektromanyetik alan ölçüm cihazı Spektrum analizör ve uygun antenleri Tripod Mikrodalga fırın, cep telefonu gibi diğer elektromanyetik alan kaynakları 2.3 Deneyin Uygulanması, Ölçüm Değerlerinin Tablo ve Grafiklere
Aktarılması
Verilen elektromanyetik alan kaynağından yayılan elektromanyetik radyasyonu geniş band EMR ölçer cihazı ile ölçünüz. Elde ettiğiniz değerleri Türkiye’de uygulanan sınır değerler ile karşılaştırınız. Tablo 2.1. RF ve mikrodalga frekansı ölçüm tablosu No Mesafe (m) 1 Elektrik Alan Ölçüm Manyetik Alan Ölçüm EM enerji Değeri (V/m) Değeri (A/m) yoğunluğu 2 3 4 Verilen elektromanyetik alan kaynağından yayılan elektromanyetik radyasyonu düşük frekans EMR ölçer cihazı ile ölçünüz. Elde ettiğiniz değerleri Türkiye’de uygulanan sınır değerler ile karşılaştırınız. ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 13
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
D.D.2014.001
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
V2.0‐04.03.2014 Tablo 2.2. ELF – LF frekans bandı ölçüm sonuçları No 1 2 3 Deneysel Ölçüm Değeri Hesaplanan Değer Spektrum analizör ile yaptığınız ölçümleri kullanarak grafikleri çiziniz. Elde ettiğiniz değerleri ve frekansa göre durumunu Türkiye’de uygulanan sınır değerler ile karşılaştırınız. Sınır değerlere uygulamada hangi frekans bölgesinin seçileceğini tespit ediniz. 2.4 SonuçveDeğerlendirme
Elektromanyetik alan ölçmeye yarayan cihazlar yapılan uygulamalar ile kullanım amaçlarına göre tanıtıldı. Herhangi bir ortamdaki elektromanyetik radyasyon sinyallerin ölçümü yapıldı. Elektromanyetik alan birimleri ve dönüşüm bağıntıları gözden geçirildi. Elde edilen sonuçlar bunlara göre tablolara aktarılarak değerlerin analizi ve grafiksel ortamda yorumlanması yapıldı. Elektromanyetik alan maruziyet kavramı ve buna göre maruziyet limitlerinin değerlendirilmesi yapıldı. ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 14
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
D.D.2014.001
V2.0‐04.03.2014 3 DENEY2:FREKANS‐ZAMANİLİŞKİSİ
3.1 DeneyinAmacı
Bu deneyin amacı dalga şekillerini osiloskop ve spektrum analizör ekranında ayrı ayrı incelemek ve dalganın zaman ‐ frekans domenindeki bileşenlerini analiz etmektir. 3.2 DeneydeKullanılanAraçveGereçler
Şekil 3‐1. Advantest 3GHz spektrum analizör Şekil 3‐2. Siglent SDG1050 (50MHz) sinyal osilatörü ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 15
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
D.D.2014.001
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
V2.0‐04.03.2014 Şekil 3‐3.Infinium 500MHz osiloskop Şekil 3‐4. RF güç bölücü Şekil 3‐5. 5W‐20 dB zayıflatıcı ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 16
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
D.D.2014.001
V2.0‐04.03.2014 Şekil 3‐6. HUBER SUHNER RG 223/U 50 ohm Erkek‐Erkek N tipi koaksiyel kablo 3.3 DeneyDüzeneği
Şekil 3‐7. Deney düzeneğinin fotoğrafı 3.4 DeneyinUygulanışı






Deney düzeneğini oluşturmak için ilk önce koaksiyel kablonun bir ucu osiloskobun port 1 girişine diğer ucu da güç bölücüye bağlanır. Osiloskobun port 2 girişi sinyal üretecinin kanal 2 çıkışına bağlanır. Koaksiyel kablo yardımıyla sinyal üretecinin kanal 1 çıkışı güç bölücüye bağlarız. Koaksiyel kablonun bir ucuna 20 dB zayıflatıcı bağlayıp spektrum analizörün girişine ve diğer ucu da güç bölücüye bağlanır. Örnek dalga olarak, işaret üretecinden 1 MHz, 0.5 Vpp ve %50 çevrim zamanlı bir pulse girilir Spektrum analizörden bant genişliği 9 kHz, başlangıç frekansı 500 kHz, bitiş frekansı 100 MHz olarak ayarlanır ve oluşan dalga şekilleri gözlemlenir. ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 17
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
D.D.2014.001
V2.0‐04.03.2014 

Daha sonra spektrum analizörün ayarları değiştirilmeden, sadece işaret üretecinin çevrim oranı %20 yapılarak oluşan dalga şekilleri gözlemlenir. Verilen sinüs ve üçgen dalga şekilleri için de gözlemler yapınız. 3.5 Sonuç
Dalga şekillerinin zaman ve frekans domenindeki durumları gözlendi. Yapılan gözlemler sonucunda kare dalga için çevrim oranı azaldıkça frekans bileşenleri sayısının artmakta ve bileşenlerin genliklerinin ise azalmakta olduğu sonucuna tespit edildi. ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 18
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
D.D.2014.001
V2.0‐04.03.2014 4 DENEY3:AKIMYOLUUYGULAMASI
4.1 Teçhizat
Tablo 4.1. Deney malzemeleri Advantest R3131A Spectrum Analyzer ( 9 Siglent SDG1050 50 MHz İşaret Üreteci kHz – 3GHz )
Ekranı kısa devre edilmiş 2 m’lik N Akım probu konnektörlü RF kablo 2 m koaksiyel kablo
50 Ohm yük ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 19
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
D.D.2014.001
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
V2.0‐04.03.2014 4.2 DeneyDüzeneği
Şekil 4‐1. Şematik deney düzeneği Şekil 4‐2. Deney düzeneğinin fotoğrafı 4.3 ÖlçümlerinYapılması
Tablo 4.2 Frekans(Hz) 10000 50000 100000 300000 500000 1000000 Spektrum Analizör dBm dBμV Akım Probu Düzeltme Faktörü 24 11 6 2 1 0 Bakır Şerit Akımı (dBμA) ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 20
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
D.D.2014.001
V2.0‐04.03.2014 4.4 DeneySonucu
Frekans arttıkça kısa yoldan geçen akım miktarı azalmaktadır. Temel Ohm Kanunu‘ndan bilindiği üzere akım daha az empedanslı yolu takip eder. Bu deneyde frekans arttıkça kısa devre edilmiş kolda direnç düşük olmasına rağmen endüktans artmakta, dolaysıyla empedans artmaktadır. Bu nedenle akım, frekans arttıkça kısa devre edilen ve daha fazla empedanslı yolu takip edeceğine empedansı daha düşük olan diğer yolu tercih etmektedir. ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 21
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
D.D.2014.001
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
V2.0‐04.03.2014 5 DENEY4:ENDÜKTANSVEKAPASİTANSÖLÇÜMLERİ
5.1 DeneyinAmacı
Bu deneyin amacı endüktans ve kapasitans kavramlarını göstermektir. Elektromanyetik uyumluluk açısından kapasitans ve karşılıklı endüktansın ifade ettiği kuplaj mekanizması görülecektir. 5.2 Teçhizat








Düzlem bobin seti (L1, L2, L3, L4, L5) Agilent 4263B LCR Metre 1.2 m uzunluğunda ve 2.5 cm çapında iki bakır boru Boruları birbirine paralel ve 1.5 inç (merkezler arası) tutacak ahşap test standı İki adet 1.5 m uzunluğunda şerit kablo 1 adet Alüminyum ve 1 adet Bakır levha 35 um bakır kaplı PCB Cetvel 5.3 DeneyinUygulanması
5.3.1 Dikdörtgen Halkaların Self Endüktansları L1 , L2 ve L3 bobinlerinin endüktanslarını ölçerek değişimleri gözlemleyiniz.(f=1kHz) Tablo 5.1 Bobin Genişlik(cm) Halka alanı(cm2) L1 L2 L3 Endüktans(μH) Ls‐Q Lp‐Q Her biri 8 sarımlı olan L1, L2 ve L3 bobinlerinin endüktanslarının alanlarıyla doğru orantılı olduğu sonucu gözlendi mi? 5.3.2 Metal İletkenlerin Endüktansa Etkisi 5.3.2.1 Alüminyumlevhanınendüktansaetkisi
L3 bobininin endüktansını birinci aşamada 1kHz’de ölçerek gözleyiniz. Daha sonra L3 bobini alüminyum levhanın üzerine konularak endüktansı 1kHz’de tekrar ölçünüz. Değişimleri gözleyiniz. Aynı prosedürü 10kHz ve 100kHz için tekrarlayınız. ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 22
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
D.D.2014.001
V2.0‐04.03.2014 Tablo 5.2 Frekans 1 kHz 10 kHz 100 kHz Endüktans(Alüminyum levha yok) Ls‐Q (μH) Lp‐Q (μH) Endüktans (Alüminyum levha var) Ls‐Q (μH) Lp‐Q (μH) 5.3.2.2 Bakır(2mm)levhanınendüktansaetkisi
L3 bobininin endüktansını birinci aşamada 1kHz’de ölçerek gözleyiniz. Daha sonra L3 bobini bakır levhanın üzerine konularak endüktansı 1kHz’de tekrar ölçünüz. Değişimleri gözleyiniz. Aynı prosedürü 10kHz ve 100kHz için tekrarlayınız. Tablo 5.3 Frekans 1 kHz 10 kHz 100 kHz Endüktans (Bakır levha yok) Ls‐Q (μH) Lp‐Q (μH) Endüktans (Bakır levha var) Ls‐Q (μH) Lp‐Q (μH) 5.3.2.3 Bakır(35um)PCBlevhanınendüktansaetkisi
L3 bobininin endüktansını birinci aşamada 1kHz’de ölçerek gözleyiniz. Daha sonra L3 bobini PCB levhanın üzerine konularak endüktansı 1kHz’de tekrar ölçünüz. Değişimleri gözleyiniz. Aynı prosedürü 10kHz ve 100kHz için tekrarlayınız. Tablo 5.4 Frekans 1 kHz 10 kHz 100 kHz Endüktans (PCB yok) Ls‐Q (μH) Lp‐Q (μH) Endüktans (PCB var) Ls‐Q (μH) Lp‐Q (μH) Yapılan deneyde; aynı bobinde levha ile birlikte ölçülen endüktansların, levhasız ölçülenlere göre daha düşük olması gerekmektedir. Bu düşüşün nedeni “Eddy Akımları”dır. Eddy akımları; Levhalara etki eden, bobinin ürettiği elektromanyetik alana tepki olarak oluşur. 5.3.3 Karşılıklı endüktans L1 bobini ile aynı özelliklere sahip L4 bobini, üzerlerindeki montaj delikleri kullanılarak yüzeyleri birleştiriniz. Frekans 10kHz’e ayarlanarak gerekli ölçümleri yapınız. ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 23
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
D.D.2014.001
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
V2.0‐04.03.2014 Tablo 5.5 L1 Kırmızı L1 Siyah L4 Kırmızı L4 Siyah Endüktans Değeri Lp‐
Q(μH) Ls‐Q(μH) Ölçüm 1 LCR low probu LCR high probu Ölçüm 2 LCR low probu LCR high probu Ölçüm 3 LCR low probu L4 Kırmızıya L1 Siyaha LCR high probu Ölçüm 4 LCR low probu L4 Siyaha LCR high probu LCR high probu Ölçüm 1 ve Ölçüm 2 L1 ve L4’ün self endüktanslarını verirken; Ölçüm 3 ve Ölçüm 5 bobinlerin karşılıklı endüktanslarını vermektedir. 5.3.4 Azaltılmış karşılıklı endüktans L1 bobini ile aynı özelliklere sahip L5 bobini, üzerlerindeki montaj delikleri kullanılarak yüzeyleri birleştiriniz. Frekans 10kHz’e ayarlanarak gerekli ölçümleri yapınız. Tablo 5.6 L1 Kırmızı L1 Siyah L5 Kırmızı L5 Siyah Endüktans Değeri Lp‐Q(μH) Ls‐Q(μH) Ölçüm 1 LCR low probu LCR high probu Ölçüm 2 LCR low probu LCR high probu Ölçüm 3 LCR low probu L5 Kırmızıya L1 Siyaha LCR high probu Ölçüm 4 LCR low probu L5 Siyaha LCR high probu L1 Siyaha Karşılıklı endüktans L4 ile L5’in değişmesi sonucu azalıdır. 5.3.5 İki metal boru arasındaki kapasitif ilişki Ölçüm 1: İki metal boru ahşap test standı yardımı ile birbirine paralel bir şekilde yerleştirip LCR metre yardımı ile aralarındaki kapasitansı ölçünüz. Ölçüm 2: Ahşap test standı yardımı ile birbirine paralel bir şekilde yerleştirdiğiniz metal boruların üzerine arkası boya kaplanmış alüminyum tabaka koyunuz ve LCR metre yardımı ile aralarındaki kapasitansı ölçünüz. Ölçüm3: Bu sefer metal boruların üzerine koyduğunuz alüminyum tabaka LCR metrenin şase toprağıyla bağlayıp kapasitansı tekrar ölçünüz. (Her ölçüm için f=1kHz alınacaktır) ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 24
SAKARYAÜNİVERSİTESİ
Elektrik–ElektronikMühendisliğiBölümü
D.D.2014.001
ElektromanyetikAraştırmaMerkeziProjeLaboratuarı
www.semam.org
V2.0‐04.03.2014 Tablo 5.7 Ölçüm 1 Ölçüm 2 Ölçüm 3 Cp‐D (pF) Cp‐S (pF) Boruların üzerine konulan iletkenler sonucu borular arasındaki kapasitans etkisinin düştüğü gözlemlenmelidir. 5.3.6 Şerit hatlarda endüktans ölçümü Belirlenen uçlar sırasıyla konektör yardımı ile kısa devre edilerek şerit kablonun diğer ucundan endüktans ölçümleri yapınız.(f=1kHz) Tablo 5.8 Hat No Hat No Endüktans #1 #1 #1 #1 #1 #2 #10 #20 #30 #40 Lp‐Q(mH) Ls‐Q(μH) Kablolar arası mesafe arttıkça endüktansın da buna bağlı olarak arttığı gözlenmelidir. 5.3.7 Şerit hatlarda kapasitans ölçümü Belirlenen uçlar sırasıyla konektör yardımı ile kısa devre edilerek şerit kablonun diğer ucundan kapasitans ölçümleri yapınız.(f=1kHz) Tablo 5.9 Hat No Hat No #1 #1 #1 #1 #1 #2 #10 #20 #30 #40 Kapasitans Cs‐D(mF) Cp‐D(μF) Kablolar arası mesafe arttıkça kapasitansın da buna bağlı olarak azaldığı gözlenmelidir. ElektromanyetikUyumlulukLaboratuvarıDeneyFöyü
Sayfa | 25