Fizik II Laboratuvarımuhendislik.alanya.edu.tr/ctrcms/media/4/tmp/Deney 2... · 2020-02-12 · geçen akım ohm kanuna göre bu edeğere bağlı olarak belirlenir. Voltajın birimi

Fizik – II Laboratuvarı

Deney 2: Ohm Kanunu ve Dirençlerin

Seri – Paralel Bağlanması

ALANYA ALAADDİN KEYKUBAT ÜNİVERSİTESİ

RAFET KAYIŞ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ

Fizik – II Laboratuvarı Ohm Kanunu ve Dirençlerin Seri – Paralel Bağlanması

2

AMAÇ

Deneyin bu bölümünde; Ohm kanununun

doğrulanması, Dirençlerin seri ve paralel bağlanması,

Seri ve paralel bağlı dirençlerle oluşturulan devrelerde

akım, gerilim ve direnç arasındaki bağıntıların

incelenmesi amaçlanmıştır.

OHM KANUNU

Bir iletken telin uçları arasındaki potansiyel farkının

bu iletken üzerinden geçen akıma oranı sabittir. Bu

oran iletken telin direncini verir ve Ohm kanunu

olarak tanımlanır;

Eşitlik-(1) tarafından verilen bağıntıya Ohm kanunu

denir. Bu bağıntıdan görüldüğü gibi, bir direncin iki ucu

arasındaki potansiyel farkı (gerilim) bu direnç

üzerinden geçen akım ile doğru orantılı olup, orantı

sabiti direncin 𝑹 değerini vermektedir. Devreye

uygulanan 𝑽 gerilimi hangi oranda artarsa, akımda o

oranda artacaktır. Ohm kanununun doğrulanması için

direnci 𝑹 olan bir iletken üzerinden geçen 𝑰 akımın,

direncin uçları arasındaki 𝑽 gerilimine göre grafiğinin

(𝑽 − 𝑰) çizilmesi gerekir. Bu grafik doğrusal ise bu

devre elemanı Ohm yasasına uyacak ve doğrunun

eğimi bize direncinin 𝑹 değerini verecektir.

Şekil-1: Devrelerin kurulumu için kullanılacak deney

seti ve devre elemanları.

Eğer tek dirençli basit bir devre yerine, bu devrede

birden fazla direnç varsa bu dirençlerin bağlanış şekli

bir eşdeğer direnç verecektir. Bu durumda, devreden

geçen akım ohm kanuna göre bu eşdeğere bağlı olarak

belirlenir. Voltajın birimi Volt’dur. Akımın (𝑰) birimi

amper olup, direncin (𝑹) birimi ohm olarak verilir

(𝟏𝛀 = 𝟏𝑽/𝑨).

Şekil-(1)’de temel elektrik deney seti üzerinde devre

kurma paneli, 𝑫𝑪 güç kaynağı (ayarlı), mikro-

ampermetre ve potansiyometre gibi temel yapılar

kolayca görülebilmektedir. Devre paneli (delikli

panel), devre elemanlarının kolayca tasarlanması için

bağlantı girişlerinden (deliklerden) oluşmaktadır.

Delikli panel, devrelerin lehim kullanmadan

oluşturulmasına ve çalıştırmasına olanak sağlayan bir

devre kurma panelidir. Devre elemanları doğrudan

panel üzerindeki deliklere yerleştirilerek yapılır. Bu

delikler içten iletkenlerle elektriksel olarak birbirine

bağlıdır. Herhangi bir devrenin kolay kurulması ve

hatasız çalıştırılması için devre elemanlarının panel

üzerine montajı sırasında düzenli olunması gereklidir.

𝑫𝑪 güç kaynağı, elektronik devrelerin çalıştırılması

için 𝟎 − 𝟏𝟓𝑽 (𝑫𝑪) arasında ayarlanan gerilim değerini

ayar düğmesinin altındaki çıkışlara veren dahili bir

devre elemanıdır. Bunun yanında, 𝑨𝑪 (alternatif akım)

devreleri için deney setinde ayrıca 𝟏𝟐𝑽 (𝑨𝑪) çıkışlar

bulunmaktadır.

𝑽 = 𝑰𝑹 (Ohm Kanunu) (1)

𝑽: Gerilim (𝑽𝒐𝒍𝒕)

𝑰: Akım şiddeti (𝑨𝒎𝒑𝒆𝒓)

𝑹: Direnç (𝑶𝒉𝒎)


3

Kurulacak devrenin özelliğine göre, çok küçük değerde

akım değerlerini ölçmek için bir mikro-ampermetre

(±𝟓𝟎𝟎𝝁𝑨) bulunmaktadır. Mikro-ampermetreyi

kullanırken tasarlanan devre ile olan bağlantılarının

doğru yapılması çok önemlidir (devreye seri

bağlanmalıdır). Potansiyometre ise elektronik

devrelerde değişken direnç ve buna bağlı olarak

değişken gerilim ölçümleri gerektiren işlemlerde

kullanılır.

Şekil-(2a)’da verilen devrede, ampermetrenin (𝑨)

gösterdiği değer 𝑹-direnci üzerinden geçen akımı ve

voltmetredeki gerilim (𝑽) değeri ise direnç uçlarındaki

gerilimi verir. Kaynak gerilimi, 𝑽 aynı zamanda direnç

uçlarında da görüleceğinden, direncin üzerinden geçen

akım 𝑰 = 𝑽/𝑹 olacaktır.

Ohm kanununa göre direnci 𝑹 olan bir iletken

üzerinden 𝑰 akımı geçiyorsa bu iletkenin uçları arasında

bir 𝑽 gerilimi olmalıdır. Direncin üzerinden geçen

akım (𝒂𝒎𝒑𝒆𝒓) ve direncin üzerindeki gerilim (𝒗𝒐𝒍𝒕)

grafiği Şekil-(2b)’deki gibi doğrusal olur (yani,

devrenin gerilimi hangi oranda artarsa, devreden geçen

akımda o oranda artar). Bu doğrusal çizginin eğimi bize

direnci verir.

Bir elektrik devresinde direnç devreye hem paralel hem

de seri olarak bağlanabilir. Dirençler, herhangi bir

elektrik devresine devredeki net direnci azaltmak ya da

arttırmak için bağlanabilirler. Bu ayarlamalar seri ve

paralel bağlamalarla sağlanır.

𝑫𝑪 gerilim kaynağı tarafından beslenen akım

devrelerinde, akım 𝑫𝑪 ampermetrelerle, gerilim ise 𝑫𝑪

voltmetrelerle ölçülür. Bu ölçümleri bir arada

yapabilme özelliğine sahip cihazlara multimetre denir.

𝑫𝑪 ampermetre devreden geçen 𝑫𝑪 akımı ölçer ve bu

nedenle devreye seri bağlanır. 𝑫𝑪 voltmetreler ise

devre üzerindeki iki nokta arasındaki potansiyel farkını

(𝑫𝑪 gerilimi) ölçmek için kullanılır ve gerilimi

ölçülecek devre elemanına (ölçülecek noktalar arasına)

paralel bağlanır. Multimetre kullanımına yönelik

detaylı bilgi bu föyün EK bölümünde verilmiştir.

(a)

(b)

Şekil-2: 𝑹-direncindeki voltaj (𝑽) ve akım (𝑰)

grafiği.

Ohm kanununa göre bir direnç (𝑹) üzerinden geçen

akım (𝑰) arttıkça, direncin uçları arasındaki 𝑽

gerilimi (potansiyel fark) direnci sabit bırakacak

şekilde artar. Ohm kanununun doğrulanması için

devrede direnç üzerinden geçen 𝑰 akımının, direncin

uçları arasındaki 𝑽 gerilimine (potasiyel farka) göre

grafiğinin çizilmesi gerekir ( 𝑽 − 𝑰 Grafiği). Bu

grafik doğrusal ise doğrunun eğimi direncin

değerini vereceğinden bu devre elemanı Ohm

kanuna uyacaktır (Şekil-2).


4

SERİ BAĞLANAN DİRENÇLER

Eğer dirençler devreye sırasıyla uç uca bağlanırsa (uç

uca eklenirse) buna seri bağlama denir. Elektrik

devresinden akımın akması için direnç uçlarına bir

gerilim kaynağının bağlanması gerekir. Seri bağlı tüm

dirençler üzerinden aynı akım 𝑰(𝑨) geçer. Fakat

devrede her bir direnç üzerindeki gerilim 𝑽(𝑽𝒐𝒍𝒕),

direncin değerine bağlı olarak değişir. Devreden geçen

bu 𝑰 akımı her bir direncin uçları arasında Ohm yasası

tarafından verilen bir gerilim farkına neden olur.

Şekil-(3)’te görüldüğü gibi, iki direnç (𝑹𝟏 ve 𝑹𝟐)

birbirine seri olarak bağlandıkları zaman iki direncin de

üzerlerinden geçen akım aynıdır. Ancak, devreye

uygulanan voltaj 𝑽 ilk dirençte 𝑽𝟏 ve ikinci dirençte ise

𝑽𝟐 olur (𝑽=𝑽𝟏 + 𝑽𝟐).

Herhangi bir direnç diziliminde, bütün dirençlerin

yerine gelebilecek tek bir eşdeğer direnç vardır.

Üzerinden aynı akım geçen ve potansiyeli aynı olan bu

tek bir dirence eşdeğer direnç denir.

Bir elektrik devresinde, birden fazla direnci seri olarak

bağlayabiliriz. Seri bağlı bu dirençleri tek bir direnç

haline getirme işlemine toplam (𝑹𝑻𝒐𝒑) veya eşdeğer

direnç (𝑹𝒆ş) bulma denir. Eğer iki devre elemanı

birbirlerine seri olarak bağlanırsa bu devre eşdeğer

direnci (𝑹𝑻𝒐𝒑);

𝑽 = 𝑽𝟏 + 𝑽𝟐 (2)

𝑰𝑹𝑻𝒐𝒑 = 𝑰𝑹𝟏 + 𝑰𝑹𝟐 (3)

𝑰𝑹𝑻𝒐𝒑 = 𝑰(𝑹𝟏 + 𝑹𝟐) (4)

olan tek bir devre elemanı gibi davranır.

Eşitlik-(5), dirençlerin seri bağlanması durumunda

oluşan eşdeğer direncin yani toplam direncin (𝑹𝑻𝒐𝒑)

artarak devredeki en büyük değerli dirençten daha

büyük olacağını gösterir.

Eğer ikiden fazla direnç (𝒏 tane direnç) devreye seri

olarak bağlanırsa ve değerleri 𝑹𝟏, 𝑹𝟐, 𝑹𝟑 . . . .ise,

eşdeğer direnç aşağıda verildiği şekilde olacaktır

𝑹𝒆ş = 𝑹𝟏 + 𝑹𝟐 + 𝑹𝟑+ . . . . +𝑹𝒏 (6)

Dirençlerin seri bağlantısında bu direnlerin uçlarına bir

güç kaynağı bağlanırsa, bu elemanlar üzerinden Şekil-

(4)'te görüldüğü gibi aynı 𝑰 akımı geçer geçer fakat

devre elemanlarının uçları arasındaki gerilimler farklı

olur

(𝑽𝒂𝒃 = 𝑽𝒂𝒙 + 𝑽𝒙𝒚 + 𝑽𝒚𝒃 = 𝑰(𝑹𝟏 + 𝑹𝟐 + 𝑹𝟑).

Şekil-3: Devrede dirençlerin seri yerleştirilmesi.

Tablo-1: Elektrik akımı ve direncin birimleri.

Akım sCA /11

Potansiyel Fark CJV /11

Güç sJW /11

Direnç AV /11

Şekil-4: Seri bağlı dirençlerin üzerinden geçen akım.

Seri bağlantıda devre elemanları üzerinden geçen

akım aynıdır.

𝑹𝑻𝒐𝒑 = 𝑹𝟏 + 𝑹𝟐 (Seri Bağlama) (5)


5

PARALEL BAĞLI DİRENÇLER

Herhangi bir devrede birden fazla direncin uçlarına aynı

gerilim (𝑽) uygulanmasıyla her birinden ayrı akım

geçebilecek şekilde bağlanmasına paralel bağlama

denir. Paralel bağlı devre elemanları Şekil-(5)’de

gösterildiği gibi akım yolunu ikiye ayırdıkları için

üzerlerinden geçen akımlar farklı olur. Fakat paralel

bağlı bu devre elemanlarının uçları arasında aynı 𝑽

gerilimi vardır. Yani, dirençlerin paralel bağlanmasında

kaynak gerilimine bağlanan bir direnç üzerindeki

gerilim, o bağlanan kaynağın gerilimine (𝑽) eşit

olacaktır. Örneğin, dirençlerin uçlarına bağlanan

gerilim kaynağının değeri 𝟏𝑽 ise 𝑹𝟏 ve 𝑹𝟐 direnç

uçlarında voltmetrenin göstereceği gerilimde 𝟏𝑽

değerindedir.

Devrede tek bir dirence gerilim kaynağı bağlanması

durumunda bu direnç üzerinden kaynaktan çekilen 𝑰

akımı geçer. Fakat devreye iki direnç (𝑹𝟏 ve 𝑹𝟐) paralel

bağlandığında kaynaktan çekilen 𝑰 akımı dirençlerin

değerlerine göre bir kısmı (𝑰𝟏), direnç 𝑹𝟏 üzerinden

diğer kısmı (𝑰𝟐), 𝑹𝟐 direnci üzerinden geçecektir. Yani

kaynaktan çekilen akım (𝑰) dirençlere dağılırken kollara

ayrılacaktır. Dolaysıyla, dirençlerin bu tür paralel

bağlanmasında dirençler üzerinden geçen akımların

toplamı devrenin toplam akımına (𝑰) eşit olacaktır;

𝑰 = 𝑰𝟏 + 𝑰𝟐 (7)

Paralel devrede, her dirençteki alkım Ohm yasası ile

verilir. Kaynak gerilimi 𝑽, devredeki paralel direnç

uçlarında aynı olacağından;

𝑽

𝑹𝒆ş=

𝑽

𝑹𝟏+

𝑽

𝑹𝟐 (8)

bağıntısı yazılır.

Eşitlik-(8) kullanılarak eşdeğer direnç, aşağıda

verildiği şekilde bulunabilir;

Böylece, paralel bağlanmış iki devre elemanı;

bağıntısıyla hesaplanabilen bir eşdeğer direnç

oluştururlar.

Bu bağıntı, devrede iki direnç paralel bağlandığında

paralel bağlı bu devre elemanlarının eşdeğer

(toplam) direncinin bulunmasını veren genel

formüldür.

Paralel bağlı tüm dirençlerde paralel direnç uçları aynı

potansiyel farka sahiptir. Yani, kaynak gerilimi (𝑽) aynı

zamanda paralel devre özelliğinden dolayı 𝑹𝟏, 𝑹𝟐 ve 𝑹𝟑

direnç uçlarında da görünecektir (Şekil-6). Devrede her

bir direncin değeri biliniyorsa (renk kodları tarafından),

bu değerler Ohm kanunu bağıntısında yerine konularak,

her bir direnç üzerinden geçen kol akımları deneysel

olarak bulanabilir;

Şekil-5: Birbirine paralel bağlı dirençler. Paralel

bağlı dirençlerin uçlarındaki gerilim (potansiyel

fark) değerleri birbirlerine eşit fakat üzerinden geçen

akımlar farklıdır.

𝟏

𝑹𝒆ş

=𝟏

𝑹𝟏

+𝟏

𝑹𝟐

(Paralel Bağlama) (9)

𝑹𝒆ş =𝑹𝟏𝑹𝟐

𝑹𝟏 + 𝑹𝟐

(Beklenen) (10)

Şekil-6: Birbirine paralel bağlı dirençler.


6

𝑰𝟏 =𝑽

𝑹𝟏 (11)

𝑰𝟐 =𝑽

𝑹𝟐 (12)

𝑰𝟑 =𝑽

𝑹𝟑 (13)

Eğer devrede 𝒏 tane paralel bağlı direnç olması

durumunda (yani, 𝒏 tane direncin ikişer noktaları

ortak olacak şekilde paralel bağlanması durumunda),

kaynaktan çekilen akım (𝑰) ve eşdeğer (toplam) direnç

için aşağıdaki bağıntılar yazılır;

𝑰 = 𝑰𝟏 + 𝑰𝟐 + 𝑰𝟑 + ⋯ + 𝑰𝒏 (14)

𝟏

𝑹𝒆ş=

𝟏

𝑹𝟏+

𝟏

𝑹𝟐+

𝟏

𝑹𝟑+ ⋯ +

𝟏

𝑹𝒏 (15)

Böylece, herhangi bir devrede 𝒏 tane direncin eşdeğeri

Eşitlik-(15) tarafından hesaplanabilir.

Devrede, dirençler seri, paralel veya tek

bağlanabildikleri gibi seri ve paralel olmak üzere

karışık şekilde de bağlanabilir. Örneğin, Şekil-(7a)'da

verilen devre, beş direncin birbirleri ile karışık

bağlanmasıyla oluşmuştur. Bu elektrik devresine bir

gerilim kaynağı (𝑽) bağlandığında kaynaktan çekilen

akım, değeri değişmeden 𝑹𝟏 seri direnç üzerinden

aynen geçerken, paralel dirençler üzerinden ise kollara

ayrılır. Dirençler karışık olarak bağlandıklarında bu

dirençleri, tek bir direnç durumu olan eşdeğer direnç

haline getirmek gerekir. Devre elemanlarını eşdeğer

direnç haline getirirken seri ve paralel devrelerde

verilen bağıntılardan faydalanmak gerekir. Öncelikli

olarak, devredeki paralel kollarda seri direnç bağlantısı

varsa seri devrede verilen eşdeğer direnç formülü

kullanılarak o koldaki dirençler tek bir direnç haline

getirilir daha sonra bu paralel kol, diğer paralel kolla

eşdeğer direnç formülü kullanılarak tek bir direnç

haline getirilir.

Son olarak bu paralel kollardan bulunan eşdeğer dirence

seri herhangi bir direnç varsa seri devre olduğu gibi

toplam eşdeğer direnç bulunur. Şekil-(7b)’de olduğu

gibi paralel ve seri bağlı dirençleri toplam (eşdeğer)

dirence indirgedikten sonra bu direnci devrede tek bir

direnç olarak gösterebiliriz.

Ohm kanunu tek bir dirençte uygulanabildiği gibi 𝒏

tane direncin seri (veya paralel) bağlanmasıyla

oluşturulmuş bir devrede de uygulanabilir.

Devrede, eşdeğer direncin beklenen büyüklüğü

diğer bütün dirençlerin tek tek büyüklükleri

kullanılarak hesaplanır. Eşdeğer direnç (𝑹𝒆ş)

haline getirmek için seri ve paralel devrelerde

görmüş olduğumuz bağıntılar kullanılır.

Uygulanan gerilimin (𝑽) ve devreden geçen

toplam akımın (𝑰) ölçülmesi durumunda, Ohm

kanunu kullanarak eşdeğer direnç 𝑹𝒆ş (yani,

𝑹𝑻𝒐𝒑), deneysel olarak aynı sonucu verecektir;

𝑽 = 𝑰𝑹𝑻𝒐𝒑 (16)

(a)

(b)

Şekil-7: Devreye paralel ve seri bağlı dirençlerin

eşdeğer dirence (𝑹𝒆ş) indirgenmesi (a) ve kaynaktan

çekilen 𝑰 akımı (b).


7

Eşitlik-(17), devrede seri ve paralel bağlı dirençlerin

yerine bunun eşdeğeri olan 𝑹𝑻𝒐𝒑 direncini verir.

Bununla beraber, devreden geçen toplam akımın (𝑰)

deneysel olarak bulunabilmesi için ise bu durumda

eşdeğer direnç (𝑹𝑻𝒐𝒑) ve kaynağın gerilim değerinin

(𝑽) verilmiş olması gerekir;

Devrenin herhangi bir noktasından geçen akım

multimetre (kademe anahtarı 𝑫𝑪 akım

kademesinde) ile ölçülür. Multimetre

(ampermetre), devrede ölçüm alınmak istenilen

noktaya seri bağlanmalıdır.

Bir elektrik devresinin herhangi iki noktası

arasındaki potansiyel farkı (gerilimi),

multimetre (kademe anahtarı 𝑫𝑪 voltaj

kademesinde) ile ölçülebilir. Bu durumda,

multimetre (voltmetre) potansiyel farkı

ölçülecek noktalar arasına paralel

bağlanmalıdır.

Multimetre kullanımına yönelik ayrıntılı bilgiler

bu deney föyünün Ek bölümünde yer

almaktadır.

DİRENÇLERİN RENK KODLARI

Şekil-8: Dirençteki renk bantları.

Sabit dirençlerin değeri üzerinde bulunan renk bantları

yardımı ile bulunur. Renk bantları ve renklerin sayı

karşılıkları Tablo-(2)’de verilmiştir. Dirençlerin

üzerinde dört (4) tane renk bandı bulunur. Bu bantların

soldan üç tanesi direncin değerini (𝒐𝒉𝒎 olarak), en

sağdaki renk bandı ise direncin toleransını verir

(Şekil8). Bir direnç üzerindeki renk bantlarında soldan

4. renk toleransı gösterir. Bu tabloda görüldüğü gibi,

renk bantlarından 4.renk gümüş olduğunda, tolerans

%10 olarak verilir. Toleransın %𝟏𝟎 olması, direnç

değerinin (Ω), ısı gibi çevre koşullarına göre %𝟏𝟎

artabileceği veya azalabileceğini işaret eder. Burada

dikkat edilmesi gereken nokta eğer 4.bant yok ise

toleransın %𝟐𝟎 olduğunun anlaşılması gerekir.

Örneğin Şekil-(8)’de verilen direncin beklenen

değerini bulabiliriz. Bu direnç üzerindeki renklere

karşılık gelen sayılar okunarak direncin değeri ve

toleransı aşağıda verildiği şekilde hesaplanır;

𝑩𝟏=Kırmızı (2), 𝑩𝟐=Kahverengi (1),

𝑩𝟑=Turuncu (3), ve 𝑩𝟒=Gümüş (10%);

𝑹=321 BBB =21x103=21000

∆𝑹(±)= 4BR =21000x10%=2100

𝑹=21000 ± 2100

𝑹𝑻𝒐𝒑 =𝑽

𝑰 (Deneysel) (17)

𝑰 =𝑽

𝑹𝑻𝒐𝒑

(Deneysel) (18) Tablo-2: Direnç renk kodları.

RENK Bant 1 Bant 2 Bant 3 Tolerans

Siyah 0 0 100

Kahverengi 1 1 101

Kırmızı 2 2 102

Turuncu 3 3 103

Sarı 4 4 104

Yeşil 5 5 105

Mavi 6 6 106

Mor 7 7 107

Gri 8 8 108

Beyaz 9 9 109

Altın 5%

Gümüş 10%

Hiçbiri 20%


8

Şekil-(13a)’da verilen bir devre için akım ve dirençleri

temel elektrik deney seti kullanılarak deneysel olarak

analiz edebiliriz.

Dirençlerin birbirine seri olarak bağlı olması

durumunda dirençler üzerinden geçen akım

aynıdır ancak potansiyel farklar farklıdır.

Birbirine paralel olarak bağlı dirençlerde

potansiyel fark birbirlerine eşittir. Ancak

akımlar farklıdır.

Şekil-(13b)‘de, devre dirençlerinin devre kurulum

panosu üzerine örnek bir yerleştirilmesi gösterilmiştir

(paralel ve seri).

Hazırlanan bu devrede, multimetre

(ampermetre) yardımıyla her bir koldaki

akımlar (örneğin, 𝑰𝑪𝑫) ve yönleri

belirlenebilir.

Her bir devre elemanının (direnç) uçları

arasındaki gerilim farkı (örneğin, 𝑽𝑪𝑫)

multimetre (voltmetre) ile ölçülebilir.

Aynı zamanda bu devre için Kirchhoff

kuralları kullanılarak kollardaki akım ve

voltajlar hesaplanabilir.

Böylece, ölçülen (deneysel) akım yönleri ve

büyüklükleri ile hesaplanan (beklenen)

değerler karşılaştırılabilir.

(a)

(b)

Şekil-13: Birbirine seri ve paralel olarak bağlanan dirençler (a) ve devre panelinde dirençlerin birbirine seri ve

paralel bağlanışı (b).


9

Ohm Kanununun Doğrulanması

1. Devreye bağlı güç kaynağı kapatılır ve devre

panosu kullanılarak Şekil-(27)’de verilen devre

kurulur.

2. DC güç kaynağı çalıştırılır.

2.1. Gerilim ayarlama tuşunu kullanarak, çıkış

gerilimi (kaynak gerilimi) 𝑽 = 𝟏𝑽 olarak

ayarlanır ve 𝑰 akımının geçtiği yöne göre (+)

ya da (−) değer okunur.

2.2. Ölçülen değer (−) ise multimetre

(ampermetre) uçları ters bağlanmıştır.

2.3. DC voltaj ayar düğmesi kullanılarak, çıkış

gerilimi değiştirilir ve farklı çıkış gerilimleri

için gerilim 𝑽 ve akım 𝑰 ölçümleri tekrarlanır.

2.4. Devreden (direnç üzerinden) geçen akım,

uygulanan gerilim ile doğru orantılı olarak

değişecektir.

3. Ohm kanununun doğrulanması için direnç

üzerinden geçen akımın (𝑰), direncin uçları

arasındaki 𝑽 potansiyel farka (gerilim) göre

grafiğinin çizilmesi gerekir.

3.1. Deney verileri kullanılarak, 𝑽 − 𝑰 grafiğini

çizilir (Şekil-28)

3.2. Bu grafikte, veri noktalarına en uygun doğru

çizilir ve bu doğrunun eğimi bulunur.

3.3. Eğimden direnç 𝑹 değeri DENEYSEL

olarak belirlenir (en uygun doğrunun eğimi,

“𝑹” direnç değerine karşılık gelir).

4. Ayrıca direnç renk kodlarını kullanarak

BEKLENEN direnç değeri bulunur

4.1. Devrede kullanılan direncin deneysel ve

beklenen (teorik) değerleri karşılaştırılır ve

hata hesabı yapılır.

4.2. Teorik değer ile deneysel değer arasında bir

fark varsa, farkın hangi etkenlerden

kaynaklandığı açıklanır ve farkın

±%𝟏𝟎 sınırları içinde olup olmadığını

belirtilir.

5. Devrede bir direncin 𝑹-değeri, üzerine düşen 𝑽

gerilimi ve üzerinden geçen 𝑰 akımı ölçülmek

istendiğinde neler yapılmalıdır, kısaca açıklayınız?

Direnç Devresi

Şekil-27: Ohm kanununun doğrulanması için

hazırlanan direnç devresi.

Şekil-28: 𝑹 direncinin uçları arasındaki elektriksel

potansiyel farkın (𝑽) bu direnç üzerinden geçen

akıma (𝑰) göre değişimi.

Deney verilerinden çizilen grafik doğrusal

olarak bulunursa bu doğrunun eğimi direnci

vereceğinden bu devre elemanı Ohm

yasasına uyacaktır. Grafik doğrusal değilse

deney tekrar edilir.


10

1. Şekil-(Şekil-29)’daki devre kurulur. Devreye

direnç kutusundan seçilen direnç bağlanır.

2. Çıkış gerilimi (DC OUTPUT) 𝑽 = 𝟏𝑽 olarak

ayarlanır.

3. Direnç üzerinden geçen akım (𝑰) multimetre

(ampermetre) ile ölçülür ve Tablo-(5)’e not edilir.

4. Aynı işlemler farklı gerilim değerleri için

tekrarlanır ve ölçülen gerilim 𝑽 ve direnç

üzerinden geçen akım 𝑰 verileri not edilir.

5. Ohm kanununun doğrulanması için direnç

üzerinden geçen 𝑰 akımının, direncin uçları

arasındaki 𝑽 gerilimine göre grafiğinin çizilmesi

gerekir. Bu grafik doğrusal ise doğrunun eğimi

direncin değerini vereceğinden bu devre elemanı

Ohm kanununa uyacaktır.

6. 𝑽 − 𝑰 grafiği çizilir ve eğimi belirlenir.

7. Eğimden, 𝑹 direncinin DENEYSEL değeri

bulunur.

8. Ayrıca devrede kullanılan 𝑹 direncinin renk

kodları tarafından BEKLENEN (teorik) değeri

belirlenir ve deneysel değeriyle karşılaştırılarak

hata hesabı yapılır.

Şekil-29: Direnç 𝑹 ölçümleri için devre panelinde

hazırlanan deney düzeneği (b).

Tablo-5: Deneysel gerilim ve akım değerleri.

Direnç Okuma

Numarası

Ölçülen DENEYSEL BEKLENEN

Gerilim Akım Eğim, 𝒎(𝑽/𝑨) Renk Kodları Tarafından

𝑽(𝑽𝒐𝒍𝒕) 𝑰(𝑨𝒎𝒑𝒆𝒓) 𝑹(𝑶𝒉𝒎) 𝑹(𝑶𝒉𝒎)

𝑹

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10


11

Dirençlerin Seri ve Paralel Bağlanması

1. BÖLÜM-1’deki devre kullanarak, öncelikli

olarak iki direncin 𝑹𝟐 ve 𝑹𝟑 deneysel değerleri

belirlenecektir. Bu işlem için;

1.1. Şekil-(30)’da verilen devre düzeneğinde

direnç 𝑹 yerine sırasıyla 𝑹𝟐 ve 𝑹𝟑

dirençlerinden biri kullanılarak yapılır.

1.2. Çıkış gerilimi (DC OUTPUT) 𝑽 = 𝟏𝟎𝑽

olarak ayarlanır.

1.3. Her bir direnç (𝑹𝟐 ve 𝑹𝟑) için gerilim 𝑽 ve

akım 𝑰 ölçümü yapılır.

1.4. Ölçüm verileri, 𝑹 = 𝑽/𝑰 eşitliğinde

kullanarak 𝑹𝟐 direnci bulunur.

1.5. 𝑹𝟑 direncinin deneysel değerini bulmak için;

𝑹𝟐 değerini bulmak için yapılan aynı

ölçümleri tekrar edilir.

1.6. Tablo-(6) içine bulunan veriler not edilir.

Direnç Ölçüm Düzeneği

(b)

Direnç Devresi

(b)

Şekil-30: Direnç değerinin belirlenmesi için

kullanılan devre düzeneğinde voltaj (𝑽) - akım (𝑰)

ölçümleri (a) ve ilgili direnç devresi (b).

Seri ve Paralel Bağlı Dirençler için Devre

Düzeneği


Şekil-31: Dirençlerin deney düzeneğinde paralel ve

seri olarak bağlanışı.


12

2. 𝑹𝟐 ve 𝑹𝟑 dirençlerinin renk kodları kullanılarak

beklenen direnç değerleri hesaplanır.

3. 𝑹𝟐 ve 𝑹𝟑 için beklenen ve deneysel direnç

değerleri karşılaştırılır.

4. Dirençlerden bir tanesi Bölüm-(1)’de

kullandığınız 𝑹(= 𝑹𝟏) direnci ve diğer iki tanesi

ise 𝑹𝟐 ve 𝑹𝟑 olmak üzere değerleri bilinen bu üç

(𝑹𝟏, 𝑹𝟐, 𝑹𝟑) direnç alınır.

4.1. Devre panosu kullanarak Şekil-(31)’de

gösterildiği gibi direnç devresi kurulur.

4.2. Bu devrede 𝑹𝟐 ve 𝑹𝟑 dirençleri paralel

bağlanır ve daha sonra 𝑹𝟏 direnci; 𝑹𝟐 ve 𝑹𝟑

dirençlerine seri bağlanır.

5. Şimdi tek bir 𝑽 (devrede A-C noktaları arası) ve 𝑰

(devre akımı) ölçümü alınarak, üç direncin

deneysel eşdeğer direnci 𝑹𝑻𝒐𝒑 (yani, 𝑹𝒆ş)

bulunur;

5.1. Tablo-(7)’de 𝑹𝑻𝒐𝒑 DENEYSEL değer olarak

not edilir.

5.2. Şimdi, renk kodları tarafından belirlenen

direnç değerleri kullanılarak BEKLENEN

eşdeğer direnç 𝑹𝑻𝒐𝒑 değeri hesaplanır.

5.3. Hesaplanan (beklenen) eşdeğer direnç

değeri ile deneysel değeri karşılaştırılır ve

hata oranı belirlenir.

6. Ohm kanunu nedir?, deney raporunda kısaca

açıklanır.

7. Bir direncin iki ucu arasında 𝟏𝑽’luk bir potansiyel

farkı uygulandığında devrede 𝟏𝑨’lık bir akım

oluşuyorsa, bu direncin değeri kaç 𝒐𝒉𝒎’dur?.

8. Paralel bağlı dirençlerden oluşturulmuş bir

elektrik devresinde, her bir direnç üzerindeki akım

ve voltaj (potansiyel farkı) nasıl değişir?.

9. Birbirine seri bağlanmış dirençlerden oluşan bir

devrede, her bir direnç üzerindeki akım ve

potansiyel farkı nasıl değişir?

10. Dirençlerin seri ve paralel bağlantıları hakkında

deney raporunda bilgi verilir ve aralarındaki

farklılıklar kısaca açıklanır.

Yazacağınız deney raporunu aşağıdaki sorular

doğrultusunda yazınız.

1- Aldığınız değerlere göre V-I (V’ye karşı I)grafiği

çiziniz. Veri noktaları dağılımı doğrusal bir dağılım

gösteriyorsa grafiğin eğimini bulunuz.

2- Bu eğimden direnç (R) değerini bulunuz ve

dirençteki hata (Δ𝑅) payını hesaplayınız. (Hata

payını yüzdelik, diferansiyel ya da istatiksel olarak

hesaplayabilirsiniz). Renk kodlarını da kullanarak

bu direncin teorik değerini bulun ve iki değeri

karşılaştırınız.

Uyarı: Devreden geçen akım (𝑨) bir multimetre

(ampermetre), uygulanan potansiyel farkı (voltaj)

ise bir multimetre (voltmetre olarak kullanılması

durumunda) yardımıyla okunabilir. Elektrik

devrelerinde kullanılan bir multimetre

(ampermetre) için en tehlikeli durumlardan birisi,

düşük akım kademesinde o kademe değerinde

gösterilen akımdan daha yüksek değerde bir akım

(𝑨) ölçümü yapmak ve diğeri ise ampermetreyi

devreye paralel bağlamaktır. Bu durumlarda

multimetrenin sigortası yanabilir veya cihaz kalıcı

olarak zarar görebilir. Multimetre cihazının

kullanımına yönelik detaylı bilgi bu deney föyünün

EK bölümünde verilmiştir.

𝑹𝑻𝒐𝒑 =𝑽

𝑰 (Eşdeğer Direnç)


13


1. Şekil-(30)’da verilen devre kullanılarak her bir 𝑹𝟐

ve 𝑹𝟑 direnci için gerilim (𝑽) ve akım (𝑰)

ölçümleri alınır.

2. Tablo-(6)’ya 𝑹𝟐 ve 𝑹𝟑 dirençlerinin gerilim (𝑽)

ve akım (𝑰) ölçümleri not edilir.

3. 𝑹 = 𝑽/𝑰 eşitliğini kullanarak 𝑹𝟐 ve 𝑹𝟑

dirençlerinin DENEYSEL değeri hesaplanır.

4. Şekil-(31a)’da verilen devrede tek bir 𝑽 ve 𝑰

ölçümü alınarak, eşdeğer direnci 𝑹𝑻𝒐𝒑 (𝑹𝒆ş)

deneysel olarak bulunulur.

5. Deneysel eşdeğer direnç değeriyle beklenen (renk

kodları tarafından hesaplanan) eşdeğer direnç

değeri karşılaştırılıp hata hesabı yapılır.

Yazacağınız deney raporunu aşağıdaki sorular

doğrultusunda yazınız.

1- Aldığınız verileri kullanarak V-I (potansiyel

farka karşı akım) grafiği çiziniz.

2- Renk kodlarından bulduğunuz direnç değerlerini

kullanarak devrenin teorik eşdeğer direnci

hesaplayın. Grafiğin eğiminden bulacağınız eşdeğer

direnç ile teorik eşdeğer direnci karşılaştırınız.

3- Üzerinden akım geçen yukarıdaki devrenizin

çalışmasından yaklaşık iki saat sonra Multi-metre

ile eşdeğer direnci ölçtüğünüzü varsayın. Bu

durumda renk kodlarından okuduğunuz değerleri

kullanarak bulacağınız teorik eşdeğer direnç ile

Multimetreden bulduğunuz eş değer direncin

birbiriyle uyumlu olmasını bekler misiniz? Nedeni

ile birlikte cevabınızı kısaca açıklayınız.

Tablo-6: Her bir direnç (𝑹𝟐 ve 𝑹𝟑) için gerilim ve akım ölçümleri.

Direnç

Ölçülen DENEYSEL BEKLENEN

Gerilim Akım 𝑹 =𝑽

𝑰 Renk Kodları

𝑽(𝑽𝒐𝒍𝒕) 𝑰(𝑨𝒎𝒑𝒆𝒓) 𝑹(𝑶𝒉𝒎) 𝑹(𝑶𝒉𝒎)

𝑹𝟐 10 . . . . . . . . . . . . . . .

𝑹𝟑 10 . . . . . . . . . . . . . . .

Tablo-7: Devrenin toplam direnci.

Ölçülen DENEYSEL BEKLENEN Fark

Gerilim Akım 𝑹𝑻𝒐𝒑 =𝑽

𝑰 Renk Kodu

∆𝑹𝒆ş(𝑶𝒉𝒎)

𝑽(𝑽𝒐𝒍𝒕) 𝑰(𝑨𝒎𝒑𝒆𝒓) 𝑹𝒆ş(𝑶𝒉𝒎) 𝑹𝒆ş′ (𝑶𝒉𝒎)

10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Direnç Renk Kodları Tarafından (𝑶𝒉𝒎)

𝑹𝟏 . . . . .

𝑹𝟐 . . . . .

𝑹𝟑 . . . . .

Documents

Fizik II Laboratuvarımuhendislik.alanya.edu.tr/ctrcms/media/4/tmp/Deney 2... · 2020-02-12 · geçen akım ohm kanuna göre bu edeğere bağlı olarak belirlenir. Voltajın birimi