ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
FİZİK II LABORATUVARI
DENEY 4
WHEATSTONE KÖPRÜSÜ
AMAÇLAR
1. Wheatstone köprüsünün çalışma prensibini incelemek.
2. Tel sürgülü köprü düzeneğini incelemek.
3. Bilinmeyen bir direncin değerini Wheatstone Köprüsüy yardımıyla bulmak.
GENEL BİLGİLER
Ohm Yasası: 1828 yılında George Simon Ohm (Corc Saymın Om) tarafından ortaya konan
denkleme göre, bir alıcıya uygulanan gerilim arttıkça devreden geçen akım da artmaktadır.
Alıcının direnci artırıldığında ise geçen akım azalmaktadır.
Başka bir deyişle 1 ohm, 1 volt uygulanmış devreden 1 amperlik akım geçmesine izin veren
direnç miktarıdır.
Bir iletkenin direci karekteristik bir sabittir. İletkenin direnci T sıcaklığına bağlıdır.
Dolayısıyla Ohm Yasası sabit sıcaklık için geçerlidir. Öyleyse zamanla sıcaklığı değişmeyen
devre elemanları ohmic, değişen devre elemanları ise nonohmic’tir.
Kirchoff Kanunları: Gustav Robert Kirchhoff tarafından bulunan salt elektromotor kuvvetler
ve ohm dirençleri içeren elektrik devreleri ili ilgili iki kanundur.
1. Kanun : Değişik elektrik akımları bir noktada birleştikleri zaman, o noktaya
gelen akımların toplamı , giden akımların toplamına eşittir.
2. Kanun : Bir devrenin herhangi iki noktası arasındaki potansiyel fark, bu
noktaları birleştiren herhangi bir yol için aynıdır.
Wheatstone Köprüsü: Bu devre yardımıyla bilinmeyen bir direnicin değeri bulunabilir.
Bunun için Şekil 1’deki devre kullanılır ve bu devreye Wheatstone Köprüsü denilir. Şekil
1’de R1 ve R2 büyüklüğü bilinen dirençlerdir. RA ise değeri değiştirilebilen bir dirençtir. RX
direnci ise değeri bulunmak istenilen dirençtir.
Şekil 1. Wheatstone köprüsü devresi
Devredeki ampermetrenin gösterdiği akım değeri sıfır olduğunda; K ve Lnoktaları arasında
potansiyel fark yoktur demektir. Bu durumda Kirchoff Kanunlarına göre;
olur.
Eşitlik 4 ve 5 taraf tarafa bölünür ise,
olarak bulunur. Eşitlik 6 düzenlenirse;
durumuna gelir. Bu eşitlikte R1, R2 ve RA biliniyorsa RX direncinin değeride bulunabilir.
Bizim deney düzeneğimizde Wheatstone köprüsü devresi Şekil 2’deki gibi dizayn edilmiştir.
Burada RA ve R2 dirençleri yerine direnci yüksek bir telden faydalanılmıştır. Bu şekilde
ampermetrenin okuduğu değeri tam sıfır konumuna getirmek için gerekli olan RA direncini
ayarlamak daha kolay olmuştur.
Şekil 2. Wheatstone Köprüsü Deney Düzeneği
Burada R1 ve RA dirençleri kullanılan metal telin akıma karşı gösterdiği dirençlerdir. Bu
direnç değerleri talin boyuna ve birim uzunluğunun direncine(ζ) bağlıdır.
R1 ve RA dirençleri Denklem 7’de yerlerine konulursa;
Telin birim uzunluğunun direnci sadeleştiğinde;
sonucuna varılır.
DENEYDE KULLANILAN ARAÇLAR
 Wheatstone Köprüsü Deney Düzeneği
 82Ω, 68Ω, 56Ω, 33Ω ve 15Ω Dirençler
 Galvonometre
 Multimetre
DENEYİN YAPILIŞI
1. Şekil 2’deki devreyi kurunuz.
2. RX direnci yerine değerini öğrenmek istediğiniz direnci ve R2 direnci yerine de
değerini bildiğiniz bir direnci bağlayınız. R2 direncini deney raporuna kaydediniz.
3. İlk olarak multimetreyi a-b noktaları arasına bağlayınız. Multimetrenin okuma
skalasını 200mA’e getiriniz.
4. Tel üzerinde hareketli olan kızağı sağa-sola hareket ettirerek multimetredeki okunan
akım değerinin sıfır olmasını sağlayınız.(Hareketli kızak üzerindeki düğmeye basıldığı
zaman tel ile temas olmaktadır.)
5. Akım değerinin hassas ayarını yapabilmek için multimetreyi sökerek yerine
galvanometreyi bağlayınız.Yine kızağı hareket ettirerek galvanometrede okunan akım
değerini tam “sıfıra” getiriniz.
6. Ray üzerindeki cetvel yardımıyla, kızağın rayın sol ucundan ve sağ ucundan olan
uzaklıkları deney raporuna kaydediniz.
7. Denklem 10’u kullanarak RX direncinin büyüklüğünü hesaplayınız.
8. Aynı işlemleri RX direnci aynı iken farklı R2 dirençleri için tekrarlayınız ve Tablo 1’i
doldurunuz.
9. Bulunan RX dirençlerinin ortalamasını hesaplayınız. Bu değer ile RX direncinin
üzerindeki renk kodlarını okuyarak öğrendiğiniz direnç büyüklüğünü karşılaştırınız.
Hata hesabını yapınız.
10. Bulunan “% Hata”, RX direncinin toleransı içinde kalıyor mu bakınız.
11. RX direncini değiştirerek 2. ve 10. adımlar arasını tekrarlayınız. Tablo 2’yi
doldurunuz.
Ad Soyad: ..........................................
No: ......................................................
Grup: ..................................................
Tarih: .................................................
DENEY 4: WHEATSTONE KÖPRÜSÜ
TABLO 1
Ortalama
R2(Ω)
L1(cm)
L2(cm)
% Hata
RX
TABLO 2
Ortalama
R2(Ω)
Hesaplamalar:
L1(cm)
L2(cm)
% Hata
RX
Rapor:
Amaç:
Deneyin Yapılışı:
Sonuç:
Download

DENEY 4