T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ TEMEL ELEKTRONİK DEVRE LABORATUVARI MAKSİMUM GÜÇ TRANSFERİ DENEY SORUMLUSU Arş. Gör. Canset KOÇER NİSAN 2014 KAYSERİ 1. DENEYİN AMACI Maksimum güç transferi teoreminin doğruluğunun deneysel olarak gözlenmesi 2. ÖN BİLGİ 2.1. Teori Özeti İç dirence sahip herhangi bir kaynaktan bir yüke maksimum güç transferi yapılabilmesi için yük empedansı, kaynak iç empedansının kompleks eşleniği olmalıdır. Buna maksimum güç transferi denir. Şekil 7.1. Deney çalışması için gerekli devre şeması 2.2. Teorinin Açıklanması Devre ara bağlaşımı yani devrede yer alan ara bağlantılar arasında sinyal gücünün istenilen şekilde kontrol edilebilmesi elektroniğin önemli hususlarından biridir. Şekil 7.2. Bir devrenin Thevenin eşdeğeri Bir kaynak, Thevenin eşdeğeri ile birlikte ifade edilebileceğinden ara bağlaşımda yani Şekil 7.2’deki a ve b noktaları arasında oluşacak gerilim; olarak elde edilir. Sabit bir kaynak ve değişken bir yük göz önüne alınırsa, yük direnci, Thevenin eşdeğer direncine göre ne kadar büyük olursa ara bağlaşımda (a-b noktaları arasında) oluşacak gerilim o derece yüksek olacaktır. İdealde yük direncinin sonsuz değerde olması yani bir açık devrenin yer alması istenir. Bu durumda, =V =V V max Th oc olacaktır. Ara bağlaşımda oluşan akım değeri ise; şeklindedir. Yeniden sabit bir kaynak ve değişken bir yük direnci göz önüne alınırsa, yük direnci Thevenin eşdeğer direncine göre ne derece küçük değerlikli olursa burada akacak akım o derece büyük olacaktır. Dolayısıyla maksimum akım akması için ara bağlaşımda bir kısa devre olması istenir. Bu durumda, olacaktır. Arabağlaşımda oluşacak güç v.i olarak ifade edileceğinden elde edilecek güç; şeklinde ifade edilebilir. Verilen kaynak için RTh ve VTh değerleri sabit olacağından elde edilebilecek güç sadece yük direncinin değişimine bağlı olarak değişecektir. Gerek maksimum gerilim ( RL = ∞ olmalı ) gerekse de maksimum akım ( RL = 0 olmalı ) üretilebilmesi için gerekli şarlar altında elde edilebilecek güç sıfır olmaktadır. Dolayısıyla yük direncinin bu iki değeri altında gücü maksimum değerine getirebileceği söylenebilir. Bu yük direnci değerinin bulunabilmesi için gücün yük direncine göre türevi alınıp sıfıra eşitlenirse; ifadesi elde edilir. Dolayısıyla bu eşitlikten de açıkça görüleceği üzere yük direnci, kaynağın Thevenin eşdeğer direncine eşit olduğunda türev ifadesi sıfır olmaktadır. Dolayısıyla maksimum güç RL = RTh şartı altında gerçekleşmektedir. Bu durumda maksimum güç; olarak elde edilir. 3.DENEYİN YAPILIŞI 3.1. Kullanılacak alet ve malzemeler 1-DC güç kaynağı 2-Avometre 3-Potansiyometre, değişik değerlerde dirençler ve bağlantı kabloları 3.2. Deney Çalışması 1-Kaynak çıkışına iki değişik direnç bağlayıp bunların üzerinden akan akımları okuyarak kaynak iç direncini belirleyin. 2-Şekil 7.1‘deki devreyi kurunuz. 3-RL direncini kaynak direncine, bu direncin altındaki ve üstündeki direnç değerlerine ayarlayarak, her bir RL değeri için okuyacağınız akım ve gerilim değerlerini ölçüp Tablo 7.1’e kaydediniz. 4-Her bir RL değeri için bu dirençte harcanan gücü hesaplayarak, direnç değerine bağlı olarak yüke aktarılan gücün değişimini gösteren grafiği çiziniz. Tablo 7.1. Deneye ait yapılan ölçüm sonuçları Yük direnci Yük akımı RL (ohm) (mA) 1K 2,2K 3,3K 4,7K 5,6K Yük gerilimi Güç (V) (mW) 1