Deney Kitapçığı (Tüm deneyler)

21 Pages·2017·1.1 MB·Turkish

Deney No: 1
Deneyin Adı: Ölçü Aletlerinin Tanıtılması
Deneyin Amacı: Breadboard üzerinde devre kurma alışkanlığı kazanmak ve elektrik
devrelerindeki akım, gerilim, direnç gibi fiziksel büyüklükleri ölçmeyi öğrenmek
Önbilgi
1.Deney Ekipmanlarının Tanıtılması
a) Breadboard
Breadboard, elektrik devrelerinin üzerine kurulmasını sağlayan en temel deney ekipmanıdır.
Fotoğraf 1-a ve 1-b’de breadboard’un sırasıyla dıştan ve içten görünümü görülmektedir.
Breadboard dıştan, 1-30’a kadar rakamlar ve a-j’e kadar sayılarla satır ve sütun numarası
tanımlı, çok sayıda delikten oluşan dışı plastik kaplı bir devre ekipmanıdır. Fotoğraf 1-b’de
görülen iç yapısına bakıldığında ise; dıştan görülen delikleri elektriksel olarak birbirine
bağlayan birçok metal parçada oluştuğu görülmektedir. Bu parçalar, delikten sokulacak telleri
sıkıca yerinde tutacak şekillerde üretilmiş ve plastiğin içerisine sağlamca yerleştirilmişlerdir.

Fotoğraf 1: a) Breadboard’un Dıştan Görünümü, b) Breadboard’un İç Yapısı
Breadboard üzerindeki delikler yatay ve dikey olarak kısa devre edilmiştir. Fotoğraf 1-a’ da
görüldüğü gibi breadboard harflerden (a,b,c,d,e,f,g,h,i,j) oluşan satırlara ve (1,2,…30)
rakamlardan oluşan sütunlara ayrılmıştır. Ortada görülen deliklerden aynı rakam numarasına
sahip fakat farklı harf numarası bulunan 5’er delikler kendi arasında yatay olarak kısa
devredir. Örneğin; a1, b1, c1, d1, e1 aynı rakam numaralı dolayısıyla aynı hat üzerinde
bulunmaktadır.

Sayfa - 1 - Toplam Sayfa - 21 -
b) DC Güç Kaynağı

DC güç kaynakları, elektronik devrelerin çalıştırılması için zamana bağlı olarak yönü ve
şiddeti değişmeyen elektriksel sinyal üretirler. DC güç kaynağının vermesini istediğimiz,
gerilim değeri, kaynağın üzerinde yer alan ayar düğmesi ayarlanır. Ayarlanan gerilim ve
kaynağın çektiği akım değerleri dijital ekranda gözlemlenir. Ayarlanabilir gerilim, -30V <
V <+30 V ise analog devre tasarımlarında kullanılır. Güç kaynağının sabit gerilimi (+ 5
istenen
V) TTL devre tasarımlarında kullanılır.

Fotoğraf 2: DC Güç Kaynağı

Şekil 1: a) DC Gerilim Sinyali, b) DC Akım Sinyali
c) İşaret Üreteci (Fonksiyon Jeneratörü)

İşaret üreteci, belirli alt ve üst sınırlar içerisinde, istenilen genlik ve frekans değerinde
sinüs, kare, üçgen gibi dalga şekillerini üretebilir.
Sayfa - 2 - Toplam Sayfa - 21 -
Fotoğraf 3: Fonksiyon Jeneratörü

d) Multimetre

Akım, gerilim ve direnç ölçümü gibi temel ölçümlerin yanında kapasitans, endüktans,
diyot, transistör, frekans ve iletkenlik gibi elektriksel büyüklükleri de ölçebilen ölçü aletine
Multimetre denir. Multimetreler, analog ve sayısal olmak üzere iki çeşittir. Ölçülen değeri bir
ölçek üzerinde sapabilen ibre (ya da benzeri bir mekanik hareket) ile gösteren ölçü aletine
analog multimetre denir. Ölçülen değeri sayısal bir gösterge üzerinde sayısal olarak gösteren
ölçü aletine ise digital multimetre denir.

Fotoğraf 4: a) Analog Multimetre b) Digital Multimetre

Sayfa - 3 - Toplam Sayfa - 21 -
Multimetre Ayar Düğmeleri

Şekil 2: a) Multimetre Elektriksel Büyüklük ve Kademe Ayarı Seçim Kısmı
OFF konumu mA konumu
Cihazı kapatmak için kullanılır. 1.İşlevi: AC akım (mili amper mertebesinde)
ölçmek için kullanılır.
2.İşlevi: DC akım (mili amper mertebesinde)
ölçmek için kullanılır.
V konumu 20A konumu
1.İşlevi: AC gerilimi ölçer. 1.İşlevi: AC akım (amper mertebesinde)
2.İşlevi: DC gerilimi ölçer. ölçmek için kullanılır.
2.İşlevi: DC akım (amper mertebesinde)
ölçmek için kullanılır
Ω/Buzzer konumu Hz konumu
1.İşlevi: Direnç ölçmek için kullanılır. Frekans ölçmek için kullanılır.
2.İşlevi: Kısa devre testi (Buzzer).

Diyot/C konumu
1.İşlevi: Diyot eşik gerilim değerini ölçer.
2.İşlevi: Kondansatör kapasite değerini ölçer.

Şekil 3: Multimetrede Ölçüm Problarının Bağlantı Şeklinin Gösterimi
Amper mertebesinde akım ölçmek için Referans ucu takmak için kullanılır.
kullanılır.
Akım ölçümü haricinde multimetre ile
Miliamper mertebesinde akım ölçmek
ölçülebilen diğer bütün büyüklükleri ölçmek
için kullanılır.
için kullanılır. (V,R,Hz gibi…)
Sayfa - 4 - Toplam Sayfa - 21 -
2.Gerilim, Akım ve Direnç Ölçümü
Gerilim nasıl ölçülür?

1.Voltmetre, gerilimi ölçülecek devre elemanı ile paralel bağlanır.

Şekil 4: Voltmetre ile gerilim ölçmek için bağlantı şekli

2. DC gerilim ölçümünde yön önemlidir. Her şeyden önce hatalı bağlantı ile Kirchhoff’un
kanunlarına aykırı bir iş yapıldığı için yönler dikkate alınarak bağlanmalıdır. Ters yönde de
sapabilen analog ölçü aletleri mevcut olmasına karşın; Bazı analog voltmetrelerde,
voltmetrenin ölçüm uçları ter yönde sapma özelliğine sahip değildir. İbre ters yönde sapmaya
zorlanırsa, bunun sonucunda ibre eğrilebilir ya da ölçü aleti zarar görebilir.
3. AC gerilim ölçümlerinde voltmetrenin bağlanma yönü önemli değildir.
4. Ölçü aleti üzerinde gerilim ölçümü için mevcut olan uygun test soketlerinin kullanılması
gerekir. Örneğin gerilim ölçümü için gerilim test soketi gb.

5. AC veya DC ölçümün hangisi yapılıyorsa, fonksiyon seçme anahtarlarının bunlara uygun
konumlarda olması gereklidir. AC gerilim ölçümü yaparken DC kademede ise ortalama
değeri gösterir. AC kademede iken gerilimin efektif (etkin) değerini gösterir.
6. Ölçüm aralığı seçme anahtarlarının uygun konumlarda olması gereklidir. Eğer ölçülecek
değer tam olarak bilinmiyorsa, tahmin edilen değerin bir üst kademesine getirilerek ölçüme
başlanmalıdır. Ölçülen kademede okunan değer, ancak ve ancak alt kademenin en büyük
değerinden küçükse, hassas okuma yapmak için daha sonra alt kademeye getirilebilir. Bu
ayarlamaların uygun yapılmaması durumunda ölçü aleti zarar görebilir.
Akım nasıl ölçülür?

1.Ampermetre, akımı ölçülecek devre elemanına seri bağlanır.

Sayfa - 5 - Toplam Sayfa - 21 -
Şekil 5: Ampermetre ile akım ölçmek için bağlantı şekli

2. DC akım ölçülürken yön önemlidir. Her şeyden önce hatalı bağlantı ile Kirchhoff’un
kanunlarına aykırı bir iş yapıldığı için yönler dikkate alınarak bağlanmalıdır. Analog DC
ampermetre de akım yönüne duyarlıdır. Ters bağlantı yapıldığında ibre ters yöne sapar.
Sayısal ampermetrelerde ise ters bağlantı durumunda göstergede akım değerinin başında eksi
işareti okunur, fakat ölçü aleti hasar görmez.

3. AC akım ölçümlerinde ampermetrenin bağlanma yönü önemli değildir.

4. Ölçü aleti üzerinde akım ölçümü için mevcut olan uygun test soketlerinin kullanılması
gerekir. Sadece akım ölçümü için ayrılan soketler kullanılmalıdır.

5. Ölçüm aralığı seçme anahtarlarının uygun konumlarda olması gereklidir. Eğer ölçülecek
değer tam olarak bilinmiyorsa, tahmin edilen değerin bir üst kademesine getirilerek ölçüme
başlanmalıdır. Ölçülen kademede okunan değer, ancak ve ancak alt kademenin en büyük
değerinden küçükse, hassas okuma yapmak için daha sonra alt kademeye getirilebilir. Bu
ayarlamaların uygun yapılmaması durumunda ölçü aleti zarar görebilir.

6. AC veya DC ölçümün hangisi yapılıyorsa, fonksiyon seçme anahtarlarının bunlara uygun
konumlarda olması gereklidir. AC akım ölçümü yaparken DC kademede ise ortalama değeri
gösterir. AC kademede iken akımın efektif (etkin)değerini gösterir.

7. Güç kaynağı açılır ve akımın geçtiği yöne göre (+) ya da (–) değer okunur. Elde edilen
değer (-) ise ve böyle bir bağlantı deney sorumlusu tarafından istenmemişse hatalı bir bağlantı
yapmışsınızdır. Ampermetre uçları güç kaynağı kapatılarak değiştirilmelidir.

Direnç nasıl ölçülür?

Elektriksel direnç Ohmmetre ile ölçülür. Ohmmetre olarak Avometre veya SMM kullanılır.
Direnci ölçülecek olan elemanın devre ile bağlantısının olmaması gerekir, en azından bir
ucunun boşta olması gereklidir. Ohmmetre ile direnç ölçümü için sırasıyla aşağıdaki
kurallar uygulanmalıdır:

1. Analog Ohmmetre ile ölçüm yapılacak ise, önce Ohmmetrenin ölçüm uçları birbirlerine
değdirilerek ibrenin sıfır ohm gösterecek şekilde sapıp sapmadığı kontrol edilir. Ohmmetre
pilinin kuvvetli ya da zayıf olmasına göre ibre sıfır ohm’un biraz sağında veya solunda
Sayfa - 6 - Toplam Sayfa - 21 -
olabilir. İbre tam sıfır ohm çizgisi üzerinde değilse, ibreyi sıfır ohm çizgisi üzerine getirmek
için sıfır ayar vidası ile ayar yapılır.

2. Sayısal Ohmmetre ile ölçüm yapılacak ise, Ohmmetrenin doğru çalışıp çalışmadığından
anlamak için aşağıdaki işlemleri yapılır. Ohmmetrenin uçları açık iken göstergenin sol
tarafında yanıp sönen “1” sayısının olduğundan ve “Low Batt” mesajının görünmediğinden
emin olunuz. Göstergedeki yanıp sönen “1” sayısı Ohmmetrenin o anda ölçtüğü direncin
sonsuz (yani açık devre) olduğunu belirtir. Daha sonra Ohmmetrenin uçlarını birbirine
birleştirilir. Bu durumda göstergede çok küçük değerde bir reel sayı okunacaktır. Bu reel sayı,
ölçü aletinin ve ölçü aleti kablolarının toplam iç direncidir. Göstergede bunlardan farklı
değerler görünmesi durumunda ölçü aletiniz bozulmuş veya pili zayıflamış olabilir.

3. Uygun bir ohm kademesi seçilir. Eğer direnç değeri bilinmiyorsa, en yüksek kademeden
başlanarak uygun konumuna gelinceye kadar kademe azaltılır.

Şekil 6: Eşdeğer Direnç Ölçümü İçin Örnek Bağlantı Şekli

4. Ohmmetrenin ölçüm uçları direncin iki ucuna sıkıca temas ettirilir. Ölçüm sırasında, ölçüm
yapan kişi direncin bir ucundan tutabilir, fakat direncin iki ucundan da tutması durumunda
kendi vücut direnci de ölçülen direnç ile paralel bağlı olacağından hatalı ölçüm yapılmış olur.

5. Bazı sayısal Ohmetreler doğrudan değeri göstermez. Bu durumda kademenin yanında
yazan bir çarpan ile çarpılarak gerçek direnç değeri bulunur.

6. Dirençler üzerlerindeki değerde olmazlar. Dirençlerin gerçek değerlerinin Ohmmetre ile
ölçülmesi gerekir. Dirençlerin tolerans değerlerinin olması, teorik ve pratik sonuçlarda
farklılığa neden olan sebeplerden biridir.

7. Laboratuarda özellikle deney sorumlusu bir asistan yanınızda yokken, gerilim vererek ölçü
aletlerini öğrenmeyi deniyorsanız, kendinize ve cihazlara zarar verememek için hem KΩ
mertebesinde dirençler kullanmanız hem de küçük küçük gerilimlerle (örneğin 1V,5V..10V
gibi) çalışarak, devrenizden mA seviyesinde akımlar geçirmeniz istenmektedir. Örneğin
10V’luk bir gerilim kaynağına 1 Ω’luk seri bir direnç bağlarsanız, devreden 1 A gibi büyük
bir akım geçer. Böyle bir durumda ilk olarak, laboratuardaki dirençlerin gücü P=V.I=10W
olmadığı için hemen bozulacak veya yanacaktır. İkinci olarak eğer devrede bir ölçü aletinizde
varsa ve en yüksek kademede değilse o da zarar görecektir.

Direnç Renk Kodları

Direnç değerleri, ölçü aleti kullanmadan üzerindeki renklerin kodları kullanarak da
hesaplanabilir. Karbon dirençler üzerindeki renk bantları Şekil 7’de gösterilmiş, renk kodları
Tablo 1’de verilmiştir. Şekil 7’de görüldüğü gibi, dört renk bandından üçü (A, B ve C)
Sayfa - 7 - Toplam Sayfa - 21 -
birbirine yakın, dördüncüsü (T) bu gruptan biraz uzaktır. A, B ve C renk bantları direncin
değerini tanımlar, T renk bandı ise direncin toleransını tanımlar.

Direncin toleransı, üretim hataları nedeniyle direnç değerinin üzerinde yazılı olan değerden
yüzde kaç farklı olabileceğini (beklenen değerden sapma miktarını) gösterir. Örneğin, 100’luk
bir direncin toleransı ±%5 ise, direncin değeri büyük bir olasılıkla 95 ile 105 Ω arasındır.

Şekil 7: Karbon Direnç Renk Bantları

Tablo-1: Direnç Renk Kodları

İpucu: En kolay ezberleme yollarından birisi, ezberlemek istediğimiz olay ya da durumu
kolayca hatırlayacağımız başka bir şeye benzemektir. Direnç renk kodlarını aklımızda tutmak
için, “SO.KA.K.TA SA.YA.MA.M” sihirli sözcüğünü kullanabiliriz.
Sayfa - 8 - Toplam Sayfa - 21 -
Deney No: 2
Deneyin Adı: Kirchoff’un Akım ve Gerilimler Yasası
Deneyin Amacı:
* Kırchoff’un akımlar ve gerilimler yasasını öğrenmek ve bread board üzerinde kurulan basit
elektrik devreleri yardımıyla bu yasaları pekiştirmek
* Direnç, diyot ve zener diyot gibi devre elemanlarının Akım-Gerilim öz eğrilerini çıkararak
elemanların karakteristik özelliklerinin anlaşılması

Önbilgi
Kırchoff’un Akımlar ve Gerilimler Yasası’nı daha iyi anlayabilmek için öncelikle çevre ve
düğüm kavramlarından bahsedilmelidir.

Düğüm: Bir devrede dolaşan akımın iki veya daha fazla parçaya bölündüğü her nokta, düğüm
olarak adlandırılır.

Çevre: Bir elektrik devresinde herhangi bir noktadan başlayıp tekrar aynı noktaya gelinceye
kadar devrede dolaşılan kapalı yola çevre denir.

Şekil-1: DC Beslemeli Bir Elektrik Devresinde Kapalı Çevrelerin Ve Düğüm Noktalarının
Gösterilmesi

1.Kırchoff’un Akımlar Yasası (KCL)

Bu yasaya göre herhangi bir düğüm noktasına gelen akımların toplamı, düğüm noktasından
çıkan akımların toplamına eşittir. Şekil-1’deki her bir düğüme ilişkin düğüm denklemlerini
(D1, D2, D3 ve D4) Tablo-1’de görmekteyiz.

Tablo-1: Şekil-1’de Verilen Devre İçin Düğüm Denklemleri
Düğüm Düğüme Giren Düğümden Düğüm
Numarası Akımlar Çıkan Akımlar Denklemi
1 I1 I2 ve I3 I1=I2+I3

2 I2 I4 ve ı5 I2=I4+I5
3 I3 ve I4 I6 I3+I4=I6
4 I5 ve I6 I7 I5+I6=I7
*Metni yazın+
2. Kırchoff’un Gerilimler Yasası (KVL)

Bir elektrik devresinde kapalı bir çevre içerisinde gerilimlerin toplamı sıfıra eşittir. Diğer
bir ifadeyle kapalı bir çevrede, kaynağın sağladığı gerilim, elemanlar (R, L ve C vs.) üzerinde
harcanan gerilim değerlerinin toplamına eşittir. Şekil-1’deki her bir kapalı çevreye ilişkin
(Ç1, Ç2 VE Ç3) çevre denklemlerini Tablo-2’de görmekteyiz.

Tablo-2: Şekil-1’de Verilen Devre İçin Çevre Denklemlerinin Elde Edilmesi
Çevre (Döngü) Çevrede Yer Çevrede Yer Düğüm
Numarası Alan Gerilim Alan Dirençler Denklemi
Kaynağı
1 E R ,R ,R E=V +V +V
1 2 5 1 2 5
2 - R ,R ,R V =V +V
2 3 4 3 2 4
3 - R ,R ,R V =V +V
4 5 6 5 4 6

Doğrusal Direncin Akım-Gerilim Öz eğrisinin Çıkarılması
Zamana bağlı olarak değeri değişmeyen, içinden geçen akım ile uçları arasındaki gerilim
düşümü arasındaki ilişki doğrusal olan devre elemanıdır. Doğrusal dirençlerde, direncin
üzerindeki gerilim düşümü arttığında orantılı olarak uçlarından geçen akımında artar
dolayısıyla R= V/I denkleminden direnç değeri her t anı için sabit kalır (Şekil 2-b).

(a) (b)
Şekil-2: (a) Doğrusal Direncin Simgesi ve (b) Akım-Gerilim Özeğrisi

*Metni yazın+