D.NO: 1 DENEY ADI : AMPERMETRE VE VOLTMETRENİN DEVREYE BAĞLANMASI TARİH : .. /.. / 2005 ÖĞR. ADI ve NO : G.NO : D. AMACI : Ampermetre ve Voltmetrenin devreye bağlanması , direnç ve güç ölçümü , hatalar TEMEL BİLGİ : Ampermetreler, bir devreden geçen akım şiddetini ölçeler. Ampermetreler, akım şiddeti ölçülecek devreye seri bağlanırlar. Ampermetre devreye paralel bağlanacak olursa, iç direnci çok küçük olduğundan üzerinden büyük akım geçer ve alet yanar. Devre, ampermetre üzerinden kısa devre olur. Gerilim, iki nokta arasındaki potansiyel farkıdır. Bu iki nokta arasındaki potansiyel farkını ölçmek için voltmetre, bu iki noktaya bağlanmalıdır. Voltmetreler, yanlışlıkla devreye seri bağlanacak olursa, iç dirençleri büyük olduğundan devre direncini önemli ölçüde arttırırlar. Direnç büyük olunca, geçen akım küçük olur. Bu küçük akım, alıcının normal gücü ile çalışmasına yetmez. Dolayısıyla devre normal çalışamaz. Bu nedenle voltmetreler hiçbir zaman devreye seri olarak bağlanamazlar. A – AMPERMETRE ÖNDE BAĞLAMA : Ampermetre önce bağlamada, ampermetre ölçtüğü akım, voltmetre ve dirençten geçen akımların toplamıdır. Bu ölçmede voltmetreden geçen akım dirençten geçen akıma nazaran çok küçük olmalı ki, ölçmede en az hata olsun. Direnç akımının voltmetre akımına nazaran büyük olması, direnç değerinin küçük olması demektir. Bu nedenle değeri küçük olan dirençlerin ölçülmesinde, ampermetreyi önde bağlayarak ölçme yapılmalıdır.Küçük direnç demek büyük akım çeken direnç demektir. Büyük akım çeken direnç ise gücü büyük olan alıcı demektir. O halde bu usulle küçük direnç ve büyük güçler ölçülebilir sonucu ortaya çıkar.

X X XX

RMp

A

V U

Px

ix

iv

i

Devrenin gücü : P=U.I Alıcının gücü : Px=U.Ix Akım kanununa göre : I=Iv + Ix buradan Ix = I - Iv çekilip Px de yerine konursa alıcın gücü ( gerçek güç) ortaya çıkar. Px= U.Ix = U.( I - Iv ) = U.I – U. Iv olur. Iv =U / Rv olduğundan yerine koyarsak ; Px= U.I – U. Iv = U.I – U. (U / Rv) = U.I – U2 / Rv Ölçmedeki hatayı U2 / Rv meydana getirmektedir . Bunu küçültmek tek yolu Rv direncinin çok büyük olmasıyla gerçekleşebilir. Bu da bize Rx << Rv olması sonucunu ortaya çıkarır. Bu ise bize iki temel sonucu vermektedir.

1. Rx << Rv olması KÜÇÜK DEĞERDE DİRENÇ ölçümünü, 2. Rx << olması ise , Büyük akım yük akımı Ix ( Iv << Ix ve Px= Ix

2.Rx = U2/Rx ) ve dolayısıyla BÜYÜK DEĞERDE DİRENÇLERİN ölçümünün

gerçekleşebileceği sonucunu çıkarır.

1

HATA DEĞERİ ise ; RvRxhyön `

−= ile belirlenir.

B – AMPERMETREYİ SONRA BAĞLAMA : Voltmetre önce bağlamada, ampermetre de okunan akım değeri, dirençten geçen akım gerçek akımdır. Ancak, voltmetrede okunan gerilim değeri, direnç ve ampermetredeki gerilim düşümlerinin toplamı olmaktadır. Ampermetre direnci çok küçük olduğundan, üzerindeki gerilim düşümü de küçük olur. Ölçme esnasında bu gerilim düşümü, direnç üzerindeki gerilim düşümüne oranla ne kadar küçük olursa, deney sonundaki hata payı da o kadar azdır. Hesaplamada bulunan direnç değeri de o kadar gerçeğe yakındır. Bu bağlantıda, voltmetrenin önde bağlanması ile büyük değerli dirençlerin ölçülmesinde daha kesine sonuçlar alınır. Bu ise akımın küçük olması gerektirir. Akının küçük olması demek de, gücün küçük olasını sağlar. O halde bu bağlama ile ; büyük direnç ve küçük gücün ölçümü gerçekleşir.

X XXX

RMp

A

V U

Px

Devrenin gücü : P=U.I Alıcının gücü : Px=Ux.I Gerilim kanununa göre ; U = Ua + Ux olup buradan Ux = U - Ua çekip Px de yerine koyarsak ; Px=Ux.I =( U - Ua ).I = U.I – Ua.I bulunur. Burada ; Ua.= I.Ra olduğuna göre eşitlikte yerine konursa , Px= U.I – Ua.I = U.I – I2. Ra bulunur. Gerçek Px değerini etkileyen ampermetrenin sarfiyatıdır. (I2. Ra ) bu sarfiyati en küçük değere indirebilmek Ra direnci sabit olduğundan sadece I akını küçük olmasıyla gerçekleşebilir. Vede ölçüm hatasının küçük olabilmesi için Ra << Rx olmak zorundadır. Bu ise bize iki temel sonucu vermektedir.

1. Ra << Rx olması BÜYÜK DEĞERDE DİRENÇ ölümlerini, 2. Ra << Rx olması I<< olmasını sağlar buda GÜCÜN KÜÇÜK olmasını Px= I2.Rx = U2/Rx yanı küçük

güçte güç ölçümlerini, bu yöntemle gerçekleştirebiliriz.

Yaptığımız hatayı ise ; RxRahyön `

= bulabiliriz.

2

KULLANILAN ALETLER:

1- Ampermetre 2- Voltmetre 3- Kablolar 4- Gerilim Kaynağı 5- Sigortalı Şalter Tablosu 6- 4 x 100W ( paralel bağlı ) ampul + 2000 W ısıtıcı

DENEY YAPILIŞI ve İŞLEM BASAMAKLARI : AMPERMETRE ÖNCE BAĞLAMA :

1. Gerekli ölçü aletleri ve diğer elemanları özellikleri ile tespit ediniz. 2. Şekilde görülen bağlantı yapınız. 3. Bağlantılar kontrol ediniz 4. Ra direncine bir değeri tespit edilip ve her değere bağlı olarak diğer ölçü aletlerini değerlerini okunarak not

ediniz 5. Çeşitli güçte lambalar yakılarak her defasında ölçü aletlerinin değerlerini yazınız.

VOLTMETRE ÖNCE BAĞLAMA : 1. Gerekli ölçü aletleri ve diğer elemanları özellikleri ile tespit ediniz. 2. Şekilde görülen bağlantı yapınız. 3. Bağlantılar kontrol ediniz. 4. Ra direncine bir değeri tespit edilip ve her değere bağlı olarak diğer ölçü aletlerini değerlerini okunarak not

ediniz 5. Çeşitli güçte lambalar yakılarak her defasında ölçü aletlerinin değerlerini yazınız.

DEVRE MONTAJ ŞEMASI :

X X XX

RMp

A

V U

Px

ix

iv

i

X XXX

RMp

A

V U

Px

a). Ampermetre önce bağlama. b). Ampermetre sonra bağlama.

3

4

ÖLÇÜLEN DEĞERLER :

1. Bağlama için : (Lambalar Paralel)

Önce Bağlama: U= I= Rv= 50 K Ra=1 Ohm Sonra Bağlama: U= I= Rv= 50 K Ra=1 Ohm

2. Bağlama İçin : (Lambalar Seri)

Önce Bağlama: U= I= Rv= 50 K Ra=1 Ohm Sonra Bağlama: U= I= Rv= 50 K Ra=1 Ohm

3. Bağlama İçin : (Isıtıcı)

Önce Bağlama: U= I= Rv= 50 K Ra=1 Ohm Sonra Bağlama: U= I= Rv= 50 K Ra=1 Ohm

HESAPLAMALAR : SONUÇ : No: Bağ.Şekli: U

(v) I

(A) Px (W)

Rx (ohm)

Ra (ohm)

Rv (ohm)

Hyö (%)

Açıklama

Önce 1 Ohm 50 K 1. Sonra 1 Ohm 50 K

Lambalar Paralel

Önce 1 Ohm 50 K 2. Sonra 1 Ohm 50 K

Lambalar Seri

Önce 1 Ohm 50 K 3. Sonra 1 Ohm 50 K

Isıtıcı

D.NO: 2 DENEY ADI : WESTON KÖPRÜSÜ İLE DİRENÇ ÖLÇÜMÜ TARİH: .. / .. / 2005 ÖĞR. ADI ve NO : G.NO : D. AMACI : Westorn tipi ohmetre çalışma prensibinin öğrenilmesi, köprü denge konumunun ispatı. TEMEL BİLGİ : Ohmetreler, direnci doğrudan ölçen aletlerdir. Çeşitli tipleri olmakla birlikte günümüzde en çok kullanılan Weston tipi ohmetrelerdir. Bu tip ohmetrelerde biri bilinmeyen ( Rx ) üçü bilinen ( R1, R2, R3 )olmak üzere dört direnç vardır. İlk önce aşağıdaki montaj şemasında 1 no’lu anahtar kapatılır. 1 no’lu anahtar kapalı iken 2 no’lu anahtar kapatılırsa genellikle denge olmayacağından galvanometreden bir akım geçer. Dirençleri ayarlamak suretiyle galvanometreden akım geçirmek mümkündür. Bu durumda galvanometre sapmaz. Galvanometrenin sapmaması galvanometre üzerinde bir potansiyel fark olmaması demektir. O halde R2 direnci üzerindeki potansiyel fark R1

üzerindeki potansiyel farkına eşit demektir. Buna göre;

i1 . R1 = i2 . R2

i1 . Rx = i3 . R3 her iki denklemi taraf tarafa bölersek ;

32

1

3

21

32

2211 ...

.. R

RRR

RR

RR

RiRi

RiRi

xxx

=⇒=⇒= olur.

İŞLEM BASAMAKLARI :

1. Westorn ohmetre incelendi. 2. Ölçmek istenilen direnç alet üzerinde Rx yazılı uçlara bağlandı. 3. Önce 1 no’lu anahtar kapatıldı. 4. 1 no’lu anahtar 2 no’lu anahtarda kapatıldı (2 no’lu anahtar butondur). 5. R3 direncini ayar alanının sonuna kadar yavaş döndürüldü ve dengeleme ayarlanmaya çalışıldı. 6. Denge sağlanmadığı zaman R1/R2 arası değiştirildi. R3 direnci ile tekrar denge arandı. 7. R1/R2 oranının bütün kademeleri denendiği halde denge sağlanmadığı zaman ölçmek istenilen direnç ölçü

aletinin ölçme sınırı direncinde olduğu unutulmamalıdır. 8. Denge sağlandığı zaman alet üzerinde R1/R2 oranı ile R3 direncinin değeri ile çarpıldı ve ölçmek istenilen

direncin değeri hesaplanmaya çalışıldı. DEVRE MONTAJ ŞEMASI :

R

R

RR1

2

3

x

G

2

1

a b

I

1

2

I

I

SONUÇ : Çeşitli tipleri olmakla birlikte, günümüzde en çok kullanılmakta olan direnç ölçme köprü türüdür. Genelde orta ölçekte dirençler ( 10 –100k ) doğru bir şekilde ölçülebilmektedir.

5

D.NO: 3 DENEY ADI : ÖZ İNDÜKLEME KATSAYISI VE KAPASİTE ÖLÇÜMLERİ TARİH : .. /.. / 2005 ÖĞR. ADI ve NO :

G.NO :

D. AMACI :Temel devre elemanlarından endüktansın (bobin) ve kapasitansın (Kondansatör) ölçümünün öğrenilmesi TEMEL BİLGİ : Doğru akım ve Alternatif akım devrelerinde üç çeşit devre elemanı vardır. Bunlar direnç, bobin ve kondansatördür. Bobinler, kapasiteden gelen akımın kompanza edilmesi, radyo frekansı, güç devresi (kaynağı), ses kartı vb. devrelerde parazitlerin girmesini engellemede, ayar devreleri gibi çok çeşitli uygulamalarda.. Kondansatörler ise, doğrultma devreleri, filtre devreleri, AC ve DC birleştirici devreleri, AC ve DC ayırıcı devrelerinde , ayar devrelerinde frekans süzme, bilgisayar RAM’larında gibi sayısız uygulama alanlarında kullanmaktayız. Direnç bulunan AC devreler, DC devreler gibi çözülürler. Bobin ve kondansatör bulunan alternatif akım devrelerinin çözümünde ise “reaktans” veya “reaktif direnç” adı verilen bir cins direncin bilinmesi gerekir. Reaktans , bobin ve kondansatörlerin alternatif akıma karşı gösterdikleri dirençtir. Bu direncin ölçülmesi ile bu elemanlardan bobinin öz indükleme katsayısını ve kapasitenin (değerini) sığasını hesaplama ile bulabiliriz. Bobin: Bobinler bir makara üzerine sarılan teller ile meydana getirildiğinden, bu tellerin bir direnci vardır. Bu dirence bobinin omik direnci adı verilir. Çok küçük değerlerde ise ihmal edilebilir ve bu tür omik direnci sıfır olan devrelere SAF ENDÜKTİF DEVRE adı verilir. Bu kabulle bobin uçlarında yalnız akımın değişmesinden dolayı meydana gelen emk görülür. Ve bobin akımı bu emk dan 90 derece geridedir.

Ohm kanununa göre, bir bobinin gerilimi ile akımının etkin değerlerinin oranı ( U / I ) sabittir.Ve bu oran alternatif akıma karşı bobinin gösterdiği zorluğu temsil eder. Yalnız bu zorluğa direnç yerine “ENDÜKTİF REAKTANS” adı verilir. XL : endüktif reaktans (ohm) ZL

2 = R2

+ XL2 XL=ω.L

R : bobin telinin direnci (ohm) (ihmal edilebilir) ZL : bobinin toplam direnci (ohm) R ≈ 0 ise , ZL = XL = UL / IL

L : bobinin endüktansı (henry) Kondansatör : Bobinde olduğu gibi kondansatörde de içinden geçen akımla geçen akım ile uçları arasında 90 derecelik faz farkı bulunmaktadır. Fakat faz farkının yönü bobinin tersinedir. Yani akım, gerilimden 90 derece, ileri fazdadır. Kondansatörün uçların çok küçük omik direnç görülmekle birlikte, bu dikkate alınmaz. Kondansatörün alternatif akıma geçişe karşı gösterdiği zorluğa ise “KAPASİTİF REAKTANS” adı verilir.

6

Xc : kapasitif reaktans (ohm) ZC

2 = R2

+ XC2 XC=1 / ω.C

R : kondansatörün omik direnci (ohm) (ihmal) ZC : kondansatörün toplam direnci (ohm) R ≈ 0 ise , ZC = XC = UC / IC

C : kondansatörün kapasitesi (farad)) KULLANILAN ALETLER: 1- Ampermetre 2- Voltmetre 3- Kablolar

4- Gerilim Kaynağı 5- Sigortalı Şalter Tablosu 6- Bobin (balast) 7- Kondansatör DENEY YAPILIŞI ve İŞLEM BASAMAKLARI : ÖZ İndükleme katsayısının ölçülmesi : 1- Deney bağlantı şeması :

2- Bobinin ilk önce ohmetre yardımıyla omik direncinin ölçülmesi, 3- Bobinin alternatif akımdaki ZL direncinin , devrede ölçülen akım ve gerilim bilgileri ile hesaplanması, ZL = U / I hesaplanıp, yandaki formülde yerine konulursa ZL

2 = R2

+ XL2 , XL=ω.L

4- ZL

2 = R2

+ XL2 ve XL=ω.L formülleri yardımıyla öz indükleme katsayısını veren formül yardımıyla bobin öz

indükleme değerinin hesaplanması , L= √( ZL

2 - R2 ) /2.∏.f Henry bulunur.

7

5-Bobinin omik direnci ile endüktansı arasındaki açının hesaplanması, ZL = R + JXL den : Ф =-tan -1 (XL/ R) derece bulunur. KAPASİTE ölçülmesi : 1- Deney bağlantı şeması :

2- Kondansatörün omik direnci ihmal edilecek kadar küçük olduğundan dikkate alınmaz, 3- Akım ve gerilim bilgisi ölçülerek bu bilgiler yardımıyla kapasitif reaktans elde edilmesi, ZC = XC = U / I 4- Hesaplanan kapasitif reaktans formülünden yararlanılarak kondansatörün kapasitesinin hesaplanması, XC=1 / ω.C förmülünde ω=2.∏.f konarak C çekilirse C= I/2.∏.f.U farad bulunur. 5- Kapasitenin açısı ise ; ZC = R + JXC den : Ф =-tan -1 (XC/ R) derece bulunur. ÖLÇÜLEN DEĞERLER :

8

9

HESAPLAMALAR : SONUÇ :

D.NO: 4 DENEY ADI : OSILOSKOPUN DEVREYE BAĞLANMASI TARİH : .. /.. / 2005 ÖĞR. ADI ve NO :

G.NO :

D. AMACI : Osiloskopun yapısı, çalışması ve devreye bağlayarak ölçüm yapılmasının öğrenilmesi.. TEMEL BİLGİ : Elektriksel işaretlerin ölçülüp değerlendirilmesinde kullanılan aletler içinde en geniş ölçüm olanaklarına sahip olan osiloskop, işaretin dalga şeklinin, frekansının ve genliğinin aynı anda belirlenebilmesini sağlar. Başka bir ifade ile; periyodik veya periyodik olmayan elektriksel işaretlerin ölçülmesi ve gözlenmesini sağlayan, çok yönlü bir elektronik cihazdır. Osiloskop ile ölçülen bazı elektriksel bazı elektriksel büyüklükler şunlardır.

1 - AC ve DC gerilimler, 2 - AC ve DC akımın dolaylı ölçümü, 3 - Periyot, frekans, ve faz ölçümü, 4 - Yükselme zamanı ve düşme zamanı ölçme, 5 - Transdüser kullanarak, basınç ,gerilme ve sıcaklık ölçümü gibi.

Bu uygulamalar dışında, kullanıcının kabiliyeti ve ilgi alanına bağlı olarak osiloskop, daha değişik alanlarda da kullanılabilir.

Şekil : Osiloskop ÇALIŞMASI : Osiloskopun en önemli parçaları ,

1- Katod ışınlı tüp veya CRT ( CATHODE Ray Tube ) 2- Düşey amplifikatör 3- Yatay amplifikatör 4- Tarama osilatörü 5- Tetikleme devresi 6- Çeşitli besleme devreleri şeklinde özetlenebilir.

Çalışması, hareket halindeki elektronların yörüngelerinin bir elektrik alan içerisinden geçerken sapmaları temel prensibine dayanır. Katod ışın tüpündeki saptırma plakaları adı verilen düzlemsel levhalara uygun potansiyellerde gerilimler uygulanarak oluşturulan elektrik alanlar, plakalar arasından geçen elektronları (elektron demetini) saptırarak fosfor ekrana çarptığı noktanın yerini değiştirir. Bu noktanın konumu saptırma plakalarına uygulanan gerilimin ani değeri ve dalga şekline bağlı olarak değişecek ve ekranda ışıklı bir çizgi oluşacaktır.

10

Şekil : Bir katod ışınlı tüpün iç yapısı Osiloskop devreye daima paralel bağlanır. Çok yüksek olan iç direnci nedeniyle seri bağlanması halinde ölçüm yapılmak istenen devreden akım akmasını engelleyecektir. Akım dalga şekillerini incelemek için akımın aktığı devreye küçük değerli bir direnç (ölçüm direnci, şönt direnç) seri bağlanarak uçlarında düşen gerilimin dalga şekli incelenir. Bir omik dirençte içinden akan akım ve uçlarında düşen gerilimin dalga şekilleri ve fazlarının aynı oldukları göz önüne alınarak ve ohm kanunu gereği V=I.R bağıntısı da göz önünde tutularak akım incelenir. Dikkat edilmesi gereken nokta, kullanılan direncin değerinin devre akımını çok fazla sınırlamayacak kadar küçük seçilmesi (genellikle akıma bağlı olarak 10 ile 200 miliohm arası) ve gücünün bu akıma dayanabilecek kadar büyük olmasıdır. Osiloskop çalıştırıldıktan sonra bir kaç dakika ısınması beklenir. Bu esnada timebase komütatorünün ortalarda bir konumda (örneğin 5mS/div) olması iyi olur. Eğer bu sürenin sonunda ekranda ışıklı çizgi belirmediyse;

Şekil : Osiloskop ekranı ( yatay =time, düşey=genlik ) Parlaklık (Intensity) potansiyometresi yeterince açık değildir. Saat yönüne tam turunun 3/4 ü kadar çevrilmelidir. Çizgi belirdikten sonra parlaklık yine bu düğme yardımı ile istenilen şekilde ayarlanabilir. Hala çizgi belirmediyse; Xpos ve Ypos düğmeleri ile oynanarak çizgi ekran üzerine düşürülmeye çalışılır. Sonuç olumsuzsa;

11

Şekil : Intens (parlaklık ) ve focus ( odaklama ) Şekil : Xpos, Ypos düğmeleri

AT/NORM TRIGGER anahtarı AT konumuna getirilir ve yukarıdaki işlemler tekrarlanır. Işıklı çizginin parlaklığı ayarlandıktan sonra gerekiyorsa netliği de FOCUS düğmesi yardımıyla sağlanır.

Şekil : Prob Şekil :Prob kalibre etme ve Kompanzasyon ayar vidası Işıklı çizgi ekranda belirdikten sonra Y INPUT girişine (osiloskop çok kanallı ise Y1 girişine) bir prob takılır. Günümüzde bütün problarda BNC tipi konnektörler (fişler) kullanılmaktadır. Bu fişler yerlerine oturtulduktan sonra dış taraflarındaki hareketli kısım saat yönünde bir miktar çevrilerek kilitlenir. Problar X1, X10 ve X100 olmak üzere birkaç çeşittir. Bir prob üzerindeki bir anahtar yardımı ile hem X1 hem de X10 özelliği gösterebilir. X1 tipi problarda ölçülen işaret olduğu gibi osiloskoba uygulanır. X10 ve X100 tipleri ise sırasıyla işareti 10 ve 100 kez zayıflatıp osiloskoba gönderir. X10 veya X100 tipi bir prob kullanılmadan önce aşağıdaki şekilde kompanze edilmelidir. Prob, osiloskop üzerindeki kare dalga üretecine bağlanır ve üzerindeki ayar vidası, ekranda köşeleri düzgün bir kare dalga görülene kadar çevrilir. Bu işlemden sonra hatasız bir ölçüm yapmak mümkündür. X1 tipi probların bu işleme ihtiyacı yoktur.

12

Şekil : Kalibre edilmiş probun ekrana yansıyan görüntüsü

1 - OSİLOSKOPTA GERİLİM ÖLÇÜLMESİ

Ekrandaki işaretin genliği Y (düşey) ekseninde ölçülür. Ölçülecek olan gerilim doğrudan veya bir prob üzerinden osiloskopun düşey girişine uygulanır. Kazanç, tarama hızı ve tetikleme düğmeleriyle ayarlamalar yapılarak , ekranı dolduracak kararlı bir işaret elde edilir. Yatay ve düşey pozisyon kontrolü ile kolay okunabilecek şekilde işaret ekrana yerleştirilir. Genlik, ilk önce ekran üzerindeki kareler cinsinden belirlenir. Daha sonra VOLTS/DIV giriş zayıflatıcısı komütatörünün üzerindeki işaretin gösterdiği değer ile kare sayısı çarpılarak gerilimin gerçek değeri belirlenir. Bu esnada eğer varsa kesintisiz genlik ayar düğmesi "cal" konumunda veya saat istikametinin tersi yönünde en sona kadar çevrilmiş olmalıdır. Eğer zayıflatıcılı ( X10 veya X100) bir prob kullanılıyorsa zayıflatma katsayısı da hesaba katılmalıdır. Osiloskobun hassasiyeti VOLTS/DIV komutatörünü saat yönünde çevirerek arttırılır.

Şekil : Komütatörler( genlik ve zaman ) ve cal düğmesi Tepeden tepeye genlik (Utt), gerilim kademesi ile kullanılan probun çarpımına eşittir.

Tepe değeri ; Ut = .'2

dirUtt

Efektif değeri; Ueff = Ut x 0,707 ‘dir. Ortalama değeri; Uort = Ut x 0,636 ‘dır. Eğer doğru gerilim ölçülecekse, gerilim seçici anahtar DC konuma getirilmelidir. Osiloskopta oluşacak sapma ile DC gerilim ölçülür. Tarama işareti yukarı sapmış ise gerilim pozitif, aşağıya sapmış ise gerilim negatiftir.

13

14

2- OSİLOSKOPTA PERİYOT ( FREKANS ) ÖLÇME Modern osiloskoplarda frekans yerine periyot ölçülmektedir. Periyot ölçümleri X (yatay) ekseninde yapılır. Dalga şeklinin bir periyodunun X ekseni yönündeki uzunluğu kareler sayılarak belirlenir. Daha sonra TIMEBASE komutatörünün gösterdiği değer ( sn / div, msn / div ya da µsn / div ) ile kare sayısı çarpılarak işaretin periyodu belirlenir. Eğer varsa kesintisiz TIMEBASE ayar düğmesi "cal" konumunda veya saat istikametinin tersi yönünde en sona kadar çevrilmiş olmalıdır. Kullanılan prob (X1, X10 veya X100) zaman ölçümlerini etkilemez.

Şekil :Timebase düğmesi Peryodu (T) osiloskoptaki tarama aralığı ile tarama hızı kademesinin birbirine çarpımına eşittir. Frekansta (F) peryodun bire bölümünden elde edilir.

.1 HzT

F =

Ölçülen veya

bilinmeyen frekans

Bilinenfrekans

Düşeygiriş

Yataygiriş10/1 ‘lık prob

Şekil : Bilinen ferkansla – bilinmeyen frekansın karşılaştırılması yöntemi

Frekans ölçümlerinde bir diğer hassas ölçüm ise, karşılaştırma metodu ile yapılan ölçmedir. Bu metodla bilinmeyen frekans ile bilinmeyen frekans karşılaştırılır. Bu ölçümde osiloskobun yatay taraması kaldırılır. x-y modunda düşey girişe bilinmeyen frekans işaret, yatay girişe de frekansı bilinen uygulanır. Ekranda kapalı eğriler elde edilir.

Şekil : x-y mod anahtarı , iki işaretin karşılaştırılmasında kullanılır.

Eğer fd = fy ise ekranda daire veya elips elde edilir. Eğer fd > fy ise ekranda değişik şekiller elde edilir.

d

y

tt

fyfd

= bağıntısı yardımı ile istenilen frekans değeri hesaplanır.

Şekil : fd=fy durumu daire Şekil : fd=fy durumu elips Şekil : fd>fy durumu 3- OSİLOSKOPTA FAZ ( AÇI ) ÖLÇÜMÜ Faz ölçümü iki değişik şekilde yapılır. Bunlardan birincisi, faz farkı ölçülecek olan olan işaretlerden biri, osiloskobun bir kanalına, diğeride diğer kanala uygulanır. Bu iki işaret arasındaki gecikme (td) ve peryod ölçülerek farkı hesaplanır. Derece olarak faz farkı;

θ = ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

Ttdx360 ’dir.

İkinci yöntem ise; faz farkı ölçülecek olan işaretlerden biri osiloskobun yatay girişine, diğeri ise düşey girişine uygulanır. Ekrandaki eğrinin max değerleri (Ym) ile düşey eksenin simetrik olarak kesildiği noktalar arasındaki mesafeler ölçülür. Aşağıdaki formülden de faz farkı bulunur.

θ = ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−

YmYSin 1

15

16

0 (Y/Ym)= 0

0

0

0000

0

30(Y/Ym)= 0,5

60 90(Y/Ym)= 1

120(Y/Ym)= 0,866

150180

(Y/Ym)= 0

Y YmYYmY YmY Ym

Şekil : İki işaretin karşılaştırılarak faz farkının tespitindeki ekran görüntüleri. 4- OSİLOSKOPLA AKIM ÖLÇÜMÜ

Osiloskopun giriş direnci çok büyük olduğu için; böyle bir cihaz ampermetre gibi kullanılamaz. Bu sebepten dolayı dolaylı ölçme yapılamaz. Değeri belli olan bir direnç akımı ölçülecek olan devreye seri bağlanır. Bu direncin uçları da gerilim osiloskop ile ölçülecek olan akım;

RVI = ’dir.

5- OSİLOSKOPLA GÜÇ ÖLÇÜMÜ

Uçlarındaki gerilimi belli olan bir R direnci üzerinde harcanan güç;

R

xUttP 1282,2

2

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛= bağıntısıyla hesaplanabilir. Utt: sinüzoidal işaretin tepeden tepeye değeri.

Mesela ; 50 Ω luk bir yük direncine bir işaret kaynağı bağlanmış ve sasiloskop yardımıyla tepeden tepeye 0.2 V luk bir gerilim ölçülmüş ise yük direncinde P= [ 0.2 / 2.2.82 ]2.[1/50] = 0.1 mw değerinde bir güç kaybı vardır. KULLANILAN ALETLER :

1. Osiloskop 2. Osilatör ( AC) 3. Varyak 4. DC çıkışlı ayarlı adaptor. 5. Prob

D. YAPILIŞI ve İŞLEM BASAMAKLARI : AC ve DC GERİLİM ÖLÇÜMÜ ; 1. Ölçülecek olan gerilim doğrudan veya bir prob üzerinden osiloskopun düşey girişine uygulanır. 2. Kazanç, tarama hızı ve tetikleme anahtarıyla ayarlandırma yapılır. 3. Ekranı dolduracak kararlı bir ışık elde edilir. 4. Yatay ve düşey pozisyon kontrolu ile kolay okunacak şekilde işaret ekrana getirilir. 5. Düşey kareler işaretin tepeden tepeye genliğine göre sayılarak, gerilim kademesi ve prob değerleri dikkate

alınarak gerilim değeri bulunur. FREKANS ÖLÇÜMÜ ;

A- DİREK ÖLÇÜM 1- Ölçülecek olan gerilim doğrudan veya bir prob üzerinden osiloskopun düşey girişine uygulanır. 2- Kazanç, tarama hızı ve tetikleme anahtarıyla ayarlandırma yapılır. 3- Ekranı dolduracak kararlı bir ışık elde edilir. 4- Yatay ve düşey pozisyon kontrolu ile kolay okunacak şekilde işaret ekrana getirilir. 5- Yatay kareler işaretin bir tekrarı boyunca sayılarak tımebase kademesindeki değer ile çarpılarak işaretin

frekansı vede periyodu hesaplanır. B- KARŞİLAŞTIRMA YÖNTEMİ İLE,

1- Bilinmeyen frekans, bilinen frekansla karşılaştırılır. 2- Bu ölçümde osiloskobun yatay taramasını kaldırınız. 3- Düşey girişe bilinmeyen frekanslı işaret, yatay girişe de frekansı belli olan işareti uygulayınız. 4- Ekranda kapalı eğriler elde ediniz. 5- Fd ve fy değerleri sayılarak, bilinmeyen frekansa ulaşılır.

DEVRE MONTAJ ŞEMASI :

Ölçülen veya

bilinmeyen frekans

Bilinenfrekans

Düşeygiriş

Yataygiriş10/1 ‘lık prob

Şekil : Karşılaştırma metoduyla frekans ölçme deney düzeneği.

17

18

ÖLÇÜLEN DEĞERLER : HESAPLAMALAR : SONUÇ :

D.NO: 5 DENEY ADI : GÜÇ KOMPANZASYONU TARİH : .. /.. /2005 ÖĞR. ADI ve NO : G.NO : D. AMACI : Lokol Güç kompanzasyonunun nasıl yapıldığının öğrenilmesi. TEMEL BİLGİ : Kompanzasyonda kullanılan en önemli tanımlardan biri güç faktörüdür veya cosφ’dır. Aktif akımın toplam akıma oranıdır. Diğer bir tanım ise güç üçgeninden akmaktadır.

cosφ = SP

olacaktır.

Φ= CosSP . güçSP max→=

Generatör , transformatör, motor, bobin gibi elektrik cihazlarının çalışması için gerekli manyetik alan meydana gelmek zorundadır. Manyetik alanı meydana getiren mıknatıslanma akımı endüktif (geri-fazda) karakterde olduğundan şebekeden çekilir ve akımın sıfırdan geçtiği anda alan ortadan kalkacağından tekrar şebekeye ilave edilir. Bu nedenle reaktif güç üretici ile tüketici arasında sürekli olarak şebeke frekansının iki katı bir frekansla sağlanır.

Şekil : Endüktif devre vektör diyagramı (akım gerilimden geridedir).

Şekil : Endüktif devre ile omik devre ile karşılaştırması

19

Şekil : Kapasitif devre vektör diyagramı (akım gerilimden ileridedir).

Şekil : Kapsitif devre ile omik devre ile karşılaştırması

Düşük güç faktörünün etkileri,

1. Generatör ve trafoların daha büyük seçilmelerine, 2. İletkenlerin kalın kesitli olmasına, 3. Şebekeden daha çok reaktif gücün çekilmesine, 4. İletkenlerden kayıpların ve gerilim düşümünün artmasına, 5. Üretim, dağıtım ve iletimde kapasite ve verimin düşmesine, 6. Üretim maliyetinin artmasına sebep olur.

Bazı kuruluşların ortalama güç değerleri; Otomativ sanayi : 0.72 Un sanayi : 0.64 Demir döküm fabrikaları : 0.70 Meskenler : 0.74 – 0.88 Resmi daireler : 0.60 – 0.8 Türkiye Elektrik Kurumu ( TEK ) GÜÇ FAKTÖRÜ : 0.857 DEĞERİNE KADAR ÜCRETLENDİRME YAPMAKTADIR. Bu değerin altında reaktif güç bedelini almaktadır.

20

İki tür güç faktörü kompanze edilir;

1) Ip sabit tutularak ( P=sbt ) ; I1 I2 haline getirilir, buda Ic akımı ile sağlanır.

CnC

C

xIxUQ

QQQPxQPxQ

3

tantan

21

22

11

=

−=Φ=Φ=

kxPPQC =Φ−Φ= )tan(tan 21

Δ

Δ=wxCI

Q CC

2

ΔΔ= xwxCxUQC23

2) S veya I sabit tutularak ;

)cos(costantan

)sin(sinsinsin

1221

2111

21

22

11

21

Φ−Φ=−=ΔΦ−Φ=

Φ−Φ=Φ=Φ=

−=

SPPPxPxPQ

SQSxQSxQ

QQQ

C

C

C

D.YAPILIŞI ve İŞLEM BASAMAKLARI :

1. Kullanılacak olan malzemeler hazırlayınız. 2. A1 ampermetresi devreye uygulanacak akımı ölçebilecek şekilde devreye seri olarak bağlayınız. 3. A2 ampermetresi flüoresan lamba üzerine düşecek olan akımı ölçebilecek şekilde devreye bağlayınız. 4. C kondansatörü bir anahtar yardımıyla devreye bağlayınız. 5. Devreye enerji veriniz. 6. A1 ampermetresindeki değer okuyarak, not ediniz.

21

7. A2 ampermetresindeki değer okuyarak, not ediniz. 8. Devreye anahtar yardımıyla kondansatörü devreye sokunuz. 9. Kondansatörün devreye girmesiyle flüoresan lamba üzerine düşen akımın düştüğü gözlemleyiniz. 10. Bu durumda A2 ampermetresinde okunan değer not ediniz. 11. Devrede kondansatör varken şebekeden çekilen akımla (A1) azalma olduğu, A2 ampermetresinin

gösterdiği değerde değişiklik olmadığı tespit ediniz. KULLANILAN ALETLER :

1. 2 Adet ampermetre. 2. Voltmetre 3. 2 adet 40x40W flüoresan lamba 4. Balast 5. Bağlantı için kablolar 6. Kondansatör 7. Adi anahtar.

DENEY MONTAJ ŞEMASI :

Şekil : Deney bağlantı şeması

ÖLÇÜLEN DEĞERLER :

22

23

HESAPLAMALAR :

SONUÇ :