YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ
ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ
ELEKTRİK DEVRELERİ LAB DENEY FÖYLERİ
DENEY 6 # AA DEVRELERDE
İNCELENMESİ VE FAZ ÖLÇÜMÜ
İNDÜKTÖR
EMPEDANS
ETKİSİNİN
1. AMAÇ: Elektrik devre ve uygulamalarında kullanılan İndüktörün (Bobin) AA devrelerde
empedans etkisinin, sabit fazlı gerilimde akıma faz etkisinin incelenmesi.
2. TEORİ/ÖNÇALIŞMA:
2.1. Reaktans
ƒ AA devrelerde direnç rezistif (aktif), kondansatör ve bobin reaktif özellik gösterirler.
ƒ Kondansatörün reaktansı XC=1/(w.C)= XC=1/(2πf.C), indüktörün reaktansı XL=w.L=
XL=2πf.L ile hesaplanır.
ƒ Saf dirençli (rezistif) devrede, direnç akımı gerilimiyle aynı fazdadır ve direnç sadece
aktif güç çeker.
ƒ Saf kondansatörün negatif reaktansı nedeniyle, kondansatör akımı geriliminden 900
ileridedir ve kapasitör devreye reaktif güç verir.
ƒ Saf indüktörün pozitif reaktansı nedeniyle, indüktör akımı geriliminden 900 geridedir
ve indüktör devreden reaktif güç çeker.
ƒ Seri RC devrede akım gerilimden belirli bir açıda (Örneğin 10 - 890) ileridedir, direnç
aktif güç çeker, indüktör reaktif güç verir.
ƒ Seri RL devrede akım gerilimden belirli bir açıda (Örneğin 10 - 890) geridedir, direnç
aktif güç, indüktör reaktif güç çeker.
2.2. Empedans
ƒ Seri RLC devrede, empedans Z=R+jXL-jXC=lZl ∟φz ile hesaplanır. φz değeri negatif
ise kapasitif etki baskındır, tersi durumda indüktif etki baskındır. Gerilim açısı 00 kabul
edilir ise, akımın açısı “–φz” olur. Bu durumda negatif φz açısında akımın faz açısı pozitif
olur, yani akım gerilime göre ileridedir (zaman ekseninde 00 den daha önce başlar). Pozitif
φz açısında akımın faz açısı negatif olur, yani akım gerilimden geridedir.
3. DENEYİN YAPILIŞI:
3.1.
ƒ Şekil 1’ de gösterilen; sinüzoidal kaynak, direnç şekilli bobin (yeşil renkli) ve
dirençten oluşan devreyi kurunuz. Frekansı f=2 MHz’ e ayarlayınız. Gerilimin tepe
değerini 1 V’ a ayarlayınız.
ƒ CRO1 tüm devrenin gerilimini (Vs) ölçmekte olup, CRO2 direncin gerilimini (Vr)
ölçmektedir ve direnç gerilimi devre akımı (Ir) ile aynı fazdadır. Ölçtüğünüz gerilimin
genliğini 100 değerine böldüğünüzde, devre akımının genliğini ve şeklini bulursunuz.
ƒ Her iki prob ölçümünü net görecek şekilde zaman ayarını yapınız. Akım ile gerilim
arasındaki zaman farkına bakınız. 1/2M=500 ns = 0.5 μs bir periyot zamanı ve 3600
olduğuna göre, doğru orantı ile aradaki faz farkını açı cinsinden bulunuz. Tüm devre
gerilimi ile devre akımının hangisinin kaç derece (faz farkı) ileride olduğunu not ediniz.
Bu fark aynı zamanda devre empedansının açısıdır.
ƒ Osiloskobun matematiksel işlemleri ile CRO1-CRO2 farkından indüktör gerilimini
gözlemleyiniz. Direnç gerilimi ve kondansatör gerilimi arasındaki faz (açı) farkını
gözlemleyiniz (Matematiksel işlemler yerine, devrede direnç ile indüktörün yerini
değiştirerek osiloskop ile indüktör gerilimini gözlemleyebilirsiniz).
3.2.
ƒ 3.1 deki aşamaları bu kez f= 4 MHz için gerçekleştiriniz. 1/4M=250 ns = 0.25 μs bir
periyot zamanı ve 3600 olduğuna göre, doğru orantı ile aradaki faz farkını açı cinsinden
bulunuz. Açı farkını ölçünüz. Akım ile gerilim arasındaki faz farkında nasıl bir değişiklik
oldu, not ediniz.
CRO1
CRO2
Vr
+
25 μH
100 Ω
-
AC
Vs=1 Vp
2–4
MHz
Ir
Şekil 1
4. SONUÇLAR:
ƒ Seri RL devrede devre akımı ile devre gerilimi arasındaki faz farkını gözlemlediniz
mi, hangisi ileridedir?
ƒ Frekansın azalması ile indüktör empedans etkisinin azalıp veya arttığını belirtiniz.
(Frekansın değişimi ile direnç geriliminin genliği ne şekilde değişti; direnç geriliminin
azalması demek, indüktör empedans etkisinin artması anlamına gelmektedir, bu durumda
devre gerilimi ile devre akımı arasındaki faz farkı da artmalıdır).
2
Download

YÜZÜNCÜ YIL ÜNİVERSİTESİ - Yüzüncü Yıl Üniversitesi