Eet 148 Ölçme Laboratuvarı

T.C. DÜZCE ÜNİVERSİTESİ

TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ


ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
2014-2015 BAHAR DÖNEMİ

EET 148
ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİNDE ÖLÇME LABORATUVARI DENEY FÖYÜ

Öğrencinin Numarası :

Öğrencinin Adı Soyadı :

Deneyin Adı :

Deneyin Yapıldığı Tarih:

Raporun Teslim Tarihi:

	Değerlendirme Ölçütleri					Toplam
	Format ve Tertip	Doğruluk	Raporda İstenilenler	Sonuçlar	Deney Performansı
Puanlama	%20	%25	%25	%20	%10
Değerlendirme

_{DENEY NO: 3 OHM KANUNUN İNCELENMESİ}

AMAÇ: DA devrelerinde akım, gerilim ve direnç veya empedans arasındaki ilişkiyi bilir, Ohm Kanununu DA devrelerine uygular ve gerekli hesaplamaları yapar.

3.1. DENEYİN TEORİSİ
Bir iletkenin akıma karşı gösterdiği zorluğa ve bu amaçla; Krom-Nikel, Tungsten, Volfram vb iletkenlerden yapılmış devre elemanlarına direnç denilmektedir. Bir direnç elemanı bir DA kaynağına bağlandığında dirençten, uygulanan gerilim ve direncin kendisiyle orantılı bir akım geçer. Dirençten geçen akım direnç elemanını ısıtarak ısı enerjisi açığa çıkarır. Böylece kaynaktan dirence aktarılan güç dirençte tamamen ısıl enerjiye dönüştürülerek harcanır. Başka bir ifade ile dirençte enerji depolanmaz. Bunun sonucu olarak, direnç elemanına uygulanan gerilim kesildiğinde geçen akım hemen sıfır olur ve direnç uçlarında herhangi bir emk indüklenmez. Bir direnç elemanının akım, gerilim ve direnci arasındaki ilişki Ohm Kanunu ile açıklanmaktadır.
3.2. OHM Kanunu
Direnç elemanlı bir DA devresinde (Şekil 3.1), dirençten geçen akım (I); direncin uçlarına uygulanan gerilimle (Şekil 3.1 de kaynak gerilimi ile) (E) doğru, direncin kendisiyle (R) ters orantılıdır. Ohm Kanunu: elektrik devresinde akım, gerilim ve direnç veya empedans arasındaki bağıntıyı açıklar. AA devresinde direncin yerini empedans almaktadır. Ohm Kanununa göre bir DA devresinde akım gerilimle doğru dirençle ters orantılı olarak değişir. Bir başka ifade ile devreye uygulanan gerilimin (V), devre akımına (I) oranı sabit olup devre direncini (R) verir. Ohm kanununun bu tanımı, iletkenler (metaller) için ve sıcaklığın etkisi dikkate alınmadığı zaman geçerlidir. Devre direncine aynı zamanda devre sabiti de denilmektedir. Şekil 3.2 de, bir DA devresinde direnç sabit iken akımın gerilimle, gerilim sabitken de akımın dirençle değişim eğrileri verilmektedir.



Şekil 3.1: Temel doğru akım devresi.

1. 
   b)
   

Şekil 3.2. Bir DA devresinde a) Akım-gerilim (I-V) b) Akım-direnç (I-R) eğrileri.
Şekil 3.1 de verilen DA devresinde, Ohm Kanununa göre devre akımı gerilimi ve direnci arasındaki bağıntılar aşağıdaki gibidir.
Akım:
(3.1)
Direnç:
(3.2)
Gerilim:
(3.3)
Eşitlik 3.1 den, devre akımının uygulanan gerilimle doğru, devrenin direnci ile ters; eşitlik 3.2 den, devre geriliminin devre akımına oranı devrenin direncine eşit ve eşitlik 3.3 den, devreye uygulanan gerilimin devre direnci ve akımı ile doğru orantılı olduğu görülmektedir. Ohm kanunu ile ifade edilen bir devredeki; akım, gerilim ve direnç arasındaki ilişkiler grafiksel olarak da açıklanabilmektedir.
Şekil 3.2-a da, akımın devreye uygulanan gerilimle doğru orantılı olarak arttığı görülmektedir. Akımın gerilime bağlı değişimi, eğimi sabit bir doğruyu vermektedir. Doğrunun eğimi de devre direncini vermektedir. Şekil 3.2-b de, gerilim sabit iken akımın dirençle ters orantılı ve hiperbolik olarak değiştiği görülmektedir. Ayrıca, akım-direnç değişim eğrisinin eksenleri kesmediği görülmektedir. Bunun anlamı, direnç çok küçüldüğünde akımın çok fazla arttığı ve kısa devreye gittiğini, direnç çok fazla artırıldığında ise akımın azaldığı fakat sıfır olmadığı görülmektedir. Bir başka ifade ile bir devrede direncin değeri sıfır ile sonsuz arasında değiştirilememektedir.
3.3. DENEYİN YAPILIŞI


Şekil 3.3: Dirençli DA devresinde Akım-gerilim (I-V) Karakteristik Eğrisinin elde edilmesi.


Şekil 3.4: Akım-direnç (I-R) karakteristik eğrisinin elde edilmesi.

1. 
   Şekil 3.3 deki devreyi kurunuz. Güç kaynağının gerilimini sıfıra getiriniz.
   
2. 
   Kaynağın gerilimini, 5V aralıklar la 20 volta kadar artırarak her kademedeki akım ve gerilim değerlerini Tablo 3.1’e kaydediniz.
   
3. 
   Şekil 3.4 deki devreyi kurunuz ve gerilim kaynağının gerilimini 20 volta ayarlayınız
   
4. 
   Anahtar “1” konumunda iken, akım ve gerilim değerlerini alarak Tablo 3.1’e kaydediniz.
   
5. 
   Sırasıyla anahtarı; 2, 3 ve 4. konumlara getirerek akım ve gerilim değerlerini Tablo 3.1 ye kaydediniz.
   
6. 
   Kaynak çıkış gerilimini sıfıra getirerek deneye son veriniz.
   

3.4. DENEYLERDEN ALINAN DEĞERLER
Tablo 3.1. Deneyden alınan değerler

I–V Karakteristiği				I–R Karakteristiği
Reş.	Reş_ölç. = V/I	V	I	Reş.	Reş_ölç.= V/I	V	I
[]	[]	[V]	[A]	[]	[]	[V]	[A]
		5				20
		10
		15
		20

3.5. SORULAR

1. 
   Gerilim yatay, akım dikey eksende olmak üzere, akım-gerilim karakteristik eğrisini ölçekli olarak (Exel, proteus, Matlab v.b.) programlarından birini kullanarak çiziniz.
   
2. 
   Akım - gerilim grafiğini açıklayınız.
   
3. 
   Ohm Kanunundan bulunan direnç değeri ile devredeki direncin etiket değerlerini karşılaştırarak açıklayınız.
   
4. 
   Ohm Kanununun Yarı-iletkenlere nasıl uygulandığını açıklayınız.
   
5. 
   Direnç yatay, akım dikey eksende olmak üzere, akım-direnç karakteristik eğrisini ölçekli olarak (Exel, proteus, Matlab v.b.) programlarından birini kullanarak çiziniz.
   
6. 
   Akım- direnç eğrisini açıklayınız.
   
7. 
   Deneyden çıkardığınız sonuçları yazınız