ELE 201L DEVRE ANALİZİ LABORATUVARI

ELE 201L – Deney 2
İsim: __________________________
Şube: ________
ELE 201L
DEVRE ANALİZİ LABORATUVARI
Thevenin Eşdeğer Devreleri ve Süperpozisyon İlkesi
Deney 2
1. Hazırlık
a. Dersin internet sitesinde yayınlanan ‘Laboratuvar Güvenliği’ ve cihazlarla ilgili bildirileri okuyunuz.
b. Ön-çalışma soruları laboratuvara gelmeden önce çözünüz. Ön-çalışma çözümleriniz asistan
Bürkan Tekeli'ye Z11'de EN GEÇ PAZARTESİ 3 HAZİRAN 2013, SABAH 0900'DA TESLİM
EDİLMELİDİR. Laboratuvara gelmeden once ön-çalışmanız asistan tarafından toplanıp kontrol
edilip lab vaktinizde size iade edilecektir. Ön-çalışmanızın okunaklı, çözümlerinizin de muntazam
ve tüm hesaplama basamakları gösteriyor olmaları önem arz etmektedir.
Laboratuvar
çalışmalarına devam edebilmek için ön-çalışmanızdan geçerli not (%40) almanız
gerekmektedir.
c.
Vaktinde teslim edilmeyen ön-çalışmalar puan verilmeyecektir.
d. Laboratuvara gelirken Deney 2 Föyünü, cihazlarla ilgili referans bildirileri, ve de bir hesap
makinesi getiriniz.
2. Ön-Çalışma Kontrolu
Öğrenci ön-çalışmasını vaktinde teslim
Ön-Çalışma Notu :
□ etti
□ etmedi.
/ 100
Asistanın İsmi : ___________________________________________________________________
Asistanın İmzası : _________________________________________________________________
ELE 201L – Deney 2
İsim: __________________________
Şube: ________
3. Ön-Çalışma Soruları
A. Thevenin Eşdeğer Devresi
Şekil 1’deki devrenin açık devre gerilimini (Voc) ve kısa devre akımını (Isc) hesaplayınız.
Thevenin eşdeğer direncini açık devre gerilimin ve kısa devre akımın oranı olarak bulununuz:
RTH = Voc / Isc. Sonra, Thevenin direncini bütün bağımsız kaynakları sıfırlayarak hesaplayınız.
Bir önceki hesabınızla aynı ifadeyi almış olmalısınız. Hesaplamalarınızı aşağıda verilen açık
alanda gösteriniz, sonuçlarınızı cevap kutulara geçiriniz.
Şekil 1: Basit Bir Dirençli Devre
Açık Devre Gerilim Hesabı:
Voc =
ELE 201L – Deney 2
İsim: __________________________
Kısa Devre Akım Hesabı (kısa devreyi göstererek devreyi yeniden çiziniz):
Isc =
Thevenin Direnç Hesabı (RTH = Voc / Isc) :
RTH =
Thevenin Direnç Hesabı (bağımsız kaynakları sıfırlayarak):
RTH =
Bulduğunuz Thevenin Direnç ifadeleriniz aynı mı? Cevabınızı aşağıda işaretleyiniz.
EVET
HAYIR
Şube: ________
ELE 201L – Deney 2
İsim: __________________________
B. Maksimum Güç Transferi
Diyelim ki Şekil 1’deki devreye Şekil 2’de gösterildiği gibi yük direnci bağladık.
Şekil 2: Yük Direnci Bağlanmış Devre
Maksimım güç transferi için RL direncin değerini hesaplayınız.
RL =
Hesapladığınız RL değeri için yük direncin tükettiği gücü hesaplayınız.
RRL =
Şube: ________
ELE 201L – Deney 2
İsim: __________________________
Şube: ________
C. Süperpozisyon İlkesi
Şekil 7’de gösterilen iki bağımsız gerilim kaynağı içeren devrenin A, B, C, ve D terminallerinden
ölçülebilen farklı dirençlerin ifadeleri bulunuz.
Şekil 7: İki Bağımsız Kaynak İçeren Devre
RAB=
RAC=
RAD=
RBC=
RCD=
ELE 201L – Deney 2
İsim: __________________________
Şube: ________
Süperpozisyon ilkesinden yararlanarak, Terminal A-B’den görülen Thevenin ve Norton eşdeğer
devrelerini hesaplayınız, Thevenin ve Norton eşdeğer devreleri çiziniz.
Voc =
Isc =
RTH =
Süperpozisyon ilkesinden yararlanarak, Terminal C-D’den görülen Thevenin ve Norton eşdeğer
devrelerini hesaplayınız.
Voc =
Isc =
RTH =
ELE 201L – Deney 2
İsim: __________________________
Şube: ________
4. Deneyler
A. Thevenin ve Norton Eşdeğer Devreleri
Devre tahtanız üzerinde Şekil 1’de gösterilen devreyi kurunuz. Devrenizde
,
,
ve
direnç değerleri kullanınız. Önce multimetreyi kullanarak devrenin açık devre
gerilimini ölçünüz ve aşağıda verilen tabloda kaydediniz. Ölçümünüzü ön çalışmadaki hesaplarınızla
karşılaştırınız, farkı yüzde olarak bulunuz. Kısa devre akımı ölçmek için multimetreyi çıkış
terminallere bağlayayınız – bu durumda, multimetre kısa devre olarak işlemektedir.
Akım
ölçümünüzü tabloya kaydediniz.
Thevenin direnci ölçmek için üç farklı yöntem uygulanabilir:
1. Kısa devre akımı yöntemi: Açık devre gerilimin ve kısa devre akımın oranı olarak Thevenin
direnci hesaplanabilir.
2. Ohm metre yöntemi: Eğer devre sadece bağımsız kaynaklar içeriyorsa, yani hiç bir bağımlı
kaynak yoksa, multimetreyle çıkış direnci ölçerek Thevenin direnci hesaplanabilir. Bu ölçümü
gerçekleştirirken bütün bağımsız kaynakları devreden çıkartıp, gerilim kaynakların yerine kısa
devre bağlanmalıdır. Not: Bu yöntem bilinmeyen devreler üzerinde genelde uygulanmaz çünkü
devre aktif veya doğrusal olmayan ögeler içerirse multimetre ölçümü doğru olmaz.
3. Gerilim bölücü yöntemi: Çıkış terminallere potensiyometre bağlayınız. Potensiyometre değerini
çıkış gerilimini açık devre gerilimin yarısı olacağı şekilde ayarlayınız: v out = voc/2 = VTH/2. Şekil
8’in gösterdiği gerilim bölücü devrede olduğu gibi potensiyometre değeri Thevenin direncine eşit
olduğunda çıkış gerilim kaynak gerilimin (Vs=VTH) yarısına düşmektedir.
Şimdi hesapladığınız Thevenin eşdeğer direnci devre tahtanizda kurunuz ve aynı hesapları
tekrarlayınız.
Ölçümlerinizi tabloda kaydediniz.
Ön çalışmada yaptığınız analitik hesaplar
ölçümlerinize ne kadar uymaktadır? Farklara neler sebep olabilir?
Şekil 8: Thevenin Direncini Hesaplamak İçin Potansiyometre Kullanan Devre
ELE 201L – Deney 2
İsim: __________________________
Şube: ________
Thevenin Eşdeğer Devre Ölçümleri
Ölçüm
Analitik Hesap
Fark
Orijinal Devre
Açık Devre Gerilim
%
Kısa Devre Akım
%
Thevenin Direnç (Yöntem 1)
%
Thevenin Direnç (Yöntem 2)
%
Thevenin Direnç (Yöntem 3)
%
Thevenin Eşdeğer Devre
Açık Devre Gerilim
%
Kısa Devre Akım
%
Thevenin Direnç
%
B. Maksimum Güç Transferi
Şekil 2’de olduğu gibi Deney A’de kurulan devreye 10 k’luk potensiyometre bağlayınız.
Potensiyometreyi çıkış gerilimi V0 = 0.1 VTH olacağı şekilde ayarlayınız. Potensiyometreyi devreden
ayırarak multimetreyle direncini ölçünüz ve potensiyometrenin devreye bağlıyken tükettiği gücü
hesaplayınız. Ölçümlerinizi tabloya kaydediniz. Aynı prosedürü V 0 = 0.2 VTH, 0.3 VTH, 0.4 VTH, 0.5
VTH, 0.6 VTH, 0.7 VTH, 0.8 VTH, ve 0.9 VTH için tekrarlayınız. Hesaplanan güç hangi direnç değeri için
en büyükyür? Güç transferin maksimum olduğu yük direncin değeri ön çalışma da yapılan hesaplarla
uyumlu mu?
Maksimum Güç Transferi için hesaplanan yük direnç değeri:
V0
0.1 VTH
0.2 VTH
0.3 VTH
0.4 VTH
0.5 VTH
0.6 VTH
0.7 VTH
0.8 VTH
0.9 VTH
Potensiyometre Direnci
Tüketilen Güç
ELE 201L – Deney 2
İsim: __________________________
Şube: ________
Yük Doğrusu Analizi
Yük doğrusu analizi devrelerin – özellikle doğrusal olmayan devrelerin – grafik çözümünde çok
kullanılan bir yöntemdir. Diyelim ki bir devreye yük direnci bağlandı, Şekil 9’da gösterildiği gibi.
Grafik yük analizi için önce devrenin v-i ilişkisi çizdirilmektedir. Eğer devre doğrusal değil ise, v-i
ilişkisinin eğrisi de doğrusal olmayacaktır. Ancak, tüm doğrusal devrelerin de Thevenin eşdeğeri
bulunduğundan, bu deney’de ele alacağımız doğrusal devrelerin v-i ilişkisini Şekil 10’de gösterildiği
gibi çizdirebiliriz. Bağlanan yükü v-i ilişkisini aynı eksenler üzerinde çizersek, bu iki eğrinin kesiştiği
nokta bağlantığı zaman terminallerin gerilim ve akım değerini vermektedir.
Şekil 9: Genel Bir Devreye Bağlanan Yük Direnci
Şekil 10: Doğrusal Bir Devrenin Yük Doğrusu Analizi
ELE 201L – Deney 2
İsim: __________________________
Şube: ________
Grafiksel yük doğrusu analizi yöntemiyle, maksimum güç transferini sağlayan RL direnç değeri için
yüke verilen akımı hesaplayınız. Analizi aşağıda verilen eksenler üzerinde yapınız.
iL =
ELE 201L – Deney 2
İsim: __________________________
Şube: ________
C. Süperpozisyon İlkesi
Şekil 7’de gösterilen devreyi aşağıda verilen öge değerleri için devre tahtanıza kurunuz.
R1 = 16 k

R3 = 3.9 k
R5 = 1.1 k

R2 = 16 k

R4 = 1.1 k

R6 = 8.2 k



Va = 12 V
Vb = 5 V


1. Önce tüm gerilim kaynaklar bağlıyken açık devre gerilimini ve Thevenin eşdeğer direnci
ölçünüz. Thevenin direnci ölçmek için istediğiniz yöntemi kullanabilirsiniz, yalnız hangi
yöntemi kullandığınızı not ederen laboratuvar raporunuzda belirtiniz.
2. Şimdi Va kaynağı devreden çıkartın ve yerine bir kısa devre bağlayınız. Açık devre gerilim ve
Thevenin direnç ölçümlerinizi tekrarlayınız.
3. Va kaynağı tekrar devreye bağlayarak, bu kez Vb kaynağı devreden çıkartınız ve yerine bir
kısa devre bağlayınız. Açık devre gerilim ve Thevenin direnç ölçümlerinizi tekrarlayınız.
Tüm ölçümlerinizi aşağıda verilen tabloda kaydediniz. Ölçümlerinize bakarak, yorumlayınız –
süperpozisyon ilkesiyle ölçülen Thevenin eşdeğer devre, tüm kaynaklar bağlıyken ölçülen
Thevenin eşdeğer devreyle aynı mı? Ölçerek bulduğunuz Thevenin eşdeğer devreleri önçalışmada yaptığınız analitiz hesaplarla uyumlu mudur? Değilse sebepleri açıklayınız.
Süperpozisyon Deney Ölçümleri
Ölçüm
Analitik Hesap
Fark
Orijinal Devre
Açık Devre Gerilim
%
Thevenin Direnç
%
Sadece Va Bağlıyken
Açık Devre Gerilim
%
Thevenin Direnç
%
Sadece Vb Bağlıyken
Açık Devre Gerilim
%
Thevenin Direnç
%