Deney 10 - omerkaksi

EEM 201 DEVRE TEORİSİ I
DENEY 10
Adı&Soyadı:
Öğr. Numarası:
DEVRE TEOREMLERİ: SÜPER POZİSYON, THÉVENİN,
NORTON VE MAKSİMUM GÜÇ
10.1 Amaçlar:
 Bu deneyin amacı önemli devre teoremlerinin deneysel olarak doğruluğunu
sağlamaktır:
 Süper pozisyon Teoremi
 Thévenin Teoremi
 Norton Teoremi
 Maksimum Güç Teoremi
10.2 Devre Elemanları ve Kullanılan Malzemeler:
Bu deneyde kullanılacak malzeme ve materyallerin listesi Tablo 10.1’de verilmektedir. Deney
esnasında oluşan hata ve hasarları Tablo10.1de gösterilen kısma detaylı bir şekilde not ediniz.
Ayrıca deney anında materyalleri kullanırken karşılaştığınız zorlukları, deney ve deneyde
kullanılan malzemeler hakkındaki önerilerinizi de yazabilirsiniz.
Tablo 10.1 Deney 10’da kullanılan malzeme ve materyal listesi.
No:
Materyal
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 Delikli Tezgâh, DIN A4
2 100 Ω Direnç (2W) , (5%)
1 22 Ω Direnç (2W) , (5%)
1 47 Ω Direnç (2W) , (5%)
1 220 Ω Direnç (2W) , (5%)
1 Potansiyometre 470 Ω
1 Multimetre GMBH
Köprü bağlantılar
Bağlantı Kabloları ve Problar
10
1 Sabit Güç Kaynağı 0 - +/- 15 V
Model Seri No: Ofis Stok No:
Deney anında meydana gelen hasarlar ve öneriler:
1
EEM 201 DEVRE TEORİSİ I
DENEY 10
Adı&Soyadı:
Öğr. Numarası:
10.3 Ön Çalışma
1. Şekil 10.1’de verilen devrede voltaj (v) ve akım (i) değerlerini doğrudan hesaplayınız.
Daha sonra voltaj (v) ve akım (i) değerlerini süper pozisyon teoremini kullanarak
hesaplayınız. Bunun için v=v′+v″ (i=i′+i″) kullanılabilir. v′ (i′) yalnızca E1 voltaj
kaynağı devredeyken üretilir ve v″ (i″) yalnızca E2 voltaj kaynağı devredeyken
üretilir. Sonuçları Tablo 10.2’de uygun yerlere yazınız.
2. Şekil 10.1’deki aynı devreyi Şekil 10.2’deki gibi yük direnci eklenmiş şekilde 2-uçlu
devre olarak düşünün. Yük direnci (RL) 250 Ω’un dışındaki devrenin (AB 2-uçlusu)
iken Thévenin eşitliğini bulunuz ve çiziniz. Eşdeğer devreyi kullanarak RL ile ilgili
olan voltaj ve akım değerlerini bulunuz.
 ET =
 RT =
 v=
 i=
2
EEM 201 DEVRE TEORİSİ I
DENEY 10
Adı&Soyadı:
Öğr. Numarası:
3. Şekil 10.2’deki devrenin 10.3.2’de bulunan Thévenin eşdeğer devresinden Norton
eşdeğer devresini bulun ve çiziniz.
IN =
RN =
4. Şekil 10.2’deki değişken yük direncinin (RL) yerine 250 Ω’luk direnç yerleştirilirse,
RL direncinin hangi değeri için yük direncine maksimum güç transfer edilmiş olur.
Maksimum gücü hesaplayınız.
3
EEM 201 DEVRE TEORİSİ I
DENEY 10
Adı&Soyadı:
Öğr. Numarası:
10.4 Deneyin Yapılışı ve Sonuçlar
10.4.1 Süper pozisyon teoremi:
i)
ii)
iii)
iv)
Şekil 10.1’deki devreyi kurunuz. E2 voltaj kaynağını kısa devre yaparak, yalnızca E1
voltaj kaynağı tarafından üretilen v′ voltajını ve i′ akımını ölçünüz.
E1 voltaj kaynağını kısa devre yaparak yalnızca E2 voltaj kaynağından üretilene v″
voltajını ve i″ akımını ölçünüz.
Her iki voltaj kaynağı mevcutken v voltajını ve i akımını ölçünüz.
Elde edilen deneysel sonuçları Tablo 10.2’de uygun yerlere yazınız. Süper pozisyon
teoreminin sağlandığını kontrol ediniz.
v=v′ +v″, i=i′+i″.
v′=
v″=
i′=
i″=
v=v′ +v″ =
i=i′+i″=
Şekil 10.1 Deney 10.4.1’in devresi
Tablo 10.2 Deney 10.4.1’in sonuçları
Teorik Sonuçlar
Miktar
Deneysel Sonuçlar
(Ön Çalışma)
v′ (V)
v″ (V)
v (V)
i′ (A)
i″ (A)
i (A)
10.4.2 Thévenin ve Norton teoremleri:
i)
Şekil 10.2’deki devreyi kurunuz. Voltaj ve akım değerlerini kaydediniz.
v=…
i=…
4
EEM 201 DEVRE TEORİSİ I
DENEY 10
Adı&Soyadı:
Öğr. Numarası:
ii)
Yük direnci (RL‘yi) devreden çıkarınız. Voltmetre ve ommetreyi sırası ile kullanarak
Thévenin voltajını ve Thévenin direncini bulunuz. Değerleri kaydediniz. v, i, ET, RT
değerlerinin deneysel sonuçlarını Ön Çalışma 10.3.2’de elde edilen teorik değerler ile
karşılaştırınız.
UYARI: Ommetre, devredeki kaynak aktif iken devreye bağlanmaz.
ET=
RT=
Şekil 10.2 Deney 10.4.2’in devresi.
iii)
Yukarda bulunan sonuçları kullanarak devrenin Norton eşdeğer devresini bulunuz.
Sonuç, Ön Çalışma 10.3.3’te bulunan sonuca uyuyor mu?
IN=
iv)
RN=
Şekil 10.2’deki devrenin Norton eşdeğer devresini bulmak için yük direncini
(RL=250 Ω) doğrudan devreden çıkarınız ve kısa devre ile değiştiriniz ve kısa
devreden geçen akım değerini ölçünüz. Bu kısa devre akımını ve 10.4.2 ii)’de bulunan
Thévenin voltajını kullanarak (açık devre voltajı) Norton direncini hesaplayınız.
IN=
RN=
Sonuçlar işlem 10.4.2 iii)’de bulunan sonuca uyuyor mu?
10.4.3 Maksimum güç teoremi:
i)
ii)
iii)
iv)
v)
Şekil 10.2’deki devreye 250 Ω'luk yük direncinin (RL) yerine 470 Ω reostayı
(değişken direnç) kurunuz. Yük direncinin (RL) en az 10 değeri için v voltajını ve I
akımını ölçünüz ve Tablo 10.2’ye kaydediniz. Açık devre, kısa devre ve maksimum
güç durumları gösterilmelidir.
(Maksimum güç durumunda, akım kısa devre akımının yarısına eşittir.)
P=v.i formülünü kullanarak güç değerlerini hesaplayınız ve Tablo 10.2’ye yazınız.
RL=V/I formülünü kullanarak yük direncini hesaplayınız ve Tablo 10.2’ye yazınız.
Daha önce hesaplanan Thévenin voltajını ve Norton akımını Tablo 10.2’ye yazınız.
Bu tabloda Thévenin direncinin, Thévenin voltajını ve Norton akımının değerlerini
gölgeleyiniz.
5
EEM 201 DEVRE TEORİSİ I
DENEY 10
Adı&Soyadı:
Öğr. Numarası:
Tablo 10.2 Deney 10.4.3’ün sonuçları
RL (Reosta)
v (V)
i (mA)
P=v.i (W)
RL=V/I
Thévenin
(Hesaplanacak) Direnci
Thévenin
Voltajı
Norton
Akımı
0 (Kısa Devre)
Maksimum Güç
Durumu
∞ (Açık
Devre)
10.5 Sonuç ve Değerlendirme:
1. Deney 10.4.1’de elde edilen v voltajı ve i akımı için deneysel sonuçları 10.4.1 iv)
adımında süper pozisyon teoremi kullanılarak hesaplanan teorik değerler ile
karşılaştırınız. Süper pozisyon teoreminin ne kadar sağladığını tartışınız.
2. Thévenin ve Norton dirençlerini ommetreyi kullanmadan nasıl bulabilirsiniz?
(İPUCU: Voltmetre ve ampermetre kullanabilirsiniz.)
3. İki terminalli devre bağımlı kaynak içeriyorsa, Thévenin direncini ommetre kullanarak
ölçmemiz mümkün müdür? Neden?
4. Voltmetre, reosta ve ommetre kullanarak dirençli bir devrenin Thévenin eşdeğer devresini
bulmak için kullanılan metodu açıklar mısınız? Nasıl olduğunu açıklayınız.
5. 10.4 v)’deki deneysel sonuçlar ile Ön Çalışma 10.3.2) ve 3)’deki sonuçları ET, IN ve
RT=RN için koyulaştırınız.
6