I L A B. D E N E Y F Ö Y L E R İ' ni indirmek için tıklayınız

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ

FEN FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ

ELEKTRONİK-I LABORATUVARI

2010

Öğrencinin: Adı Soyadı : . . . . . . . . . . . . . . . Numarası : . . . . . . . . . . . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . . .

FİZİK BÖLÜMÜ LABORATUVAR KURALLARI 1) Deney başlangıç saatinden 10 dakikadan daha geç gelenler ve deney föyü olmayanlar o

laboratuar çalışmasına alınmaz.

2) Her öğrenci o gün yapacağı deneye hazırlıklı gelmek zorundadır. Deney öncesi öğrencilere

yapacakları deneylerle ilgili sözlü ve yazılı sorulardan oluşan bir ön sınav (quiz) uygulanabilir. Bu

sınavın değerlendirmesi raporla birlikte yapılır.

3) Her öğrenci deney malzemelerini iyi kullanmak ve kollamakla yükümlü olup, kişisel kusuru ile

vereceği ziyanı tazmin eder. Deney sonrasında masalar düzenli ve temiz hale getirilecek ve masa

üzerinde hiçbir çöp, kağıt, silgi artığı vb. bırakılmayacaktır.

4) Deney sonunda her kişi yapmış olduğu deneyle ilgili bir protokol verecektir. Bu protokol aynı

zamanda yoklama yerine de geçecektir.

5) Her öğrenci yaptığı deneyle ilgili raporunu bireysel olarak hazırlayacak ve plastik bir dosya

içinde bir sonraki deney çalışması gününde getirecektir. Daha sonra getirilen raporlar kabul

edilmeyecektir. Ayrıca, öğrenciler girmedikleri deneyin raporunu veremezler (Öğrenci girmemiş

olduğu deneylerden de sınavlarda sorumludur).

6) Raporlar 100 not üzerinden değerlendirilecek ve değerlendirmede raporun kuramsal bilgisi,

düzen ve görünümü, doğruluğu, grafik çizimi ve yapılması gereken açıklamalar dikkate

alınacaktır. Rapor ve quiz not ortalamalarının %30’u dönemsonu sınav notuna etki ettirilecektir: DönemSonuNotu = [AraSınavın %30’u] + [(Rapor Ortalamasının %30’u) + (Final Sınavı Notunun %70’i)]

7) Her öğrenciye yasal olarak (fakülte yönetim kurulunca) kabul edilmiş mazeretleri dışında ilgili

laboratuar koşullarına göre 1 veya 2 deney telafi hakkı verilecektir. Öğrenciler telafi deneyi için de

bir rapor hazırlayacaktır.

8) Deney çalışmalarının %20 ‘sinden (2 deney) daha fazlasına girmeyen öğrenciler direkt olarak o

laboratuardan devamsızlıktan kalırlar.

9) Öğrenciler laboratuar görevlilerinin belirlediği günlerde ve onların gözetiminde serbest çalışma

yapabilirler.

10) Arasınav(lar) yazılı, dönem sonu sınavı deneysel uygulamalı olarak yapılacaktır.

DİKKAT : Hem Arasınavda hem de Dönemsonu sınavında yanınızda milimetrik kağıt,

cetvel ve hesap makinası bulundurunuz.

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN F. FİZİK BÖLÜMÜ ELEKTRONİK-I LABORATUVARI © 2010

1

RAPORLARIN HAZIRLANMASINDA DİKKAT EDİLMESİ GEREKENLER Rapor temiz bir A4 ebadında kağıda kurşunkalem ve renkli kurşunkalemle düzgün ve

okunaklı olarak yazılmalıdır. Raporun görünümünü bozacak silinti, kazıntı ve lekeler

olamamalıdır. Yapılan deneyle ilgili bazı teorik bilgiler deney föyü haricindeki kaynaklardan

araştırılarak özet halinde raporun başına yazılmalıdır. Yapılan deneyle ilgili şekiller düzgün

olarak ve özenilerek çizilmeli ve deneyin yapılış aşamaları ve bulunan sonuçlar açık bir

şekilde ifade edilmelidir. Sonuçlar ile ilgili yorumlar ve karşılaştırmalar yapılmalıdır. Bir

değişim serisi gösteren sonuçlar düzgün tablolar şeklinde sunulmalı ve tablodaki sonuçların

sadece 1-2 tanesi için yapılan matematiksel işlemler açıkça gösterilmelidir.

GRAFİK ÇİZİLMESİNDE DİKKAT EDİLMESİ GEREKENLER Deney grafikleri elde edilen sonuçlara bağlı olarak milimetrik veya logaritmik

kağıtlara çizilmelidir. Çizimlerde kesinlikle tükenmez kalem kullanılmamalıdır. Grafik

eksenleri çizimi en açık ve kağıt üzerinde en geniş şekilde gösterecek biçimde

ölçeklendirilmelidir. Her bir deneysel veri, kağıt üzerinde ♦ • ∗ + gibi sembollerle

işaretlenmelidir. Ancak noktalardan eksenlere çizgilerle taşınmamalıdır. Sadece grafik

üzerindeki bazı özel ve anlamlı noktalar çizgilerle yan eksenlere taşınarak değerleri eksenler

üzerinde belirtilir. Deney veya hesap verilerini temsil eden noktalar üzerinden geçen ortalama

bir eğri çizilmelidir. Her noktadan geçen kırıklı çizgiler kullanılmamalıdır. Grafik

eksenlerinin ve çizilen grafik eğrisinin isim ve birimleri bunların yanına yazılmalıdır. Birden

fazla eğri içeren grafiklerde farklı renklerde ve sembollerde gösterimler kullanılmalı ve her

bir eğrinin kime ait olduğu diğerleriyle karışmayacak biçimde ifade edilmelidir.

Örnek grafikler:

2

3

4

5

çıkış v

olta

jı (V

olt)

0 20 40 60 8

Kuruma süresi, t (saat)0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

Işık

Şid

deti

, I tr

25 cc Su içeren örnekler örnek1

örnek2

örnek3

20 30 40 50Frekans (kHz)

yarı güç noktaları

rezonans eğrisi

3.6

28.5


2

Örnek Rapor:

Ad Soyad: . . . . . . . . . . . . . Deney Tarihi: . . . . . . .

No: . . . . . . . . . .

Grup No: . . . . . . .

Deney Kodu ve İsmi: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ÖN BİLGİ:

(Deney föyünde verilen bilgiler kesinlikle tekrarlanmamalıdır. Bunu yerine deneyin

amacının ve içeriğinin anlaşıldığını gösteren özet bilgi, gerekliyse başka kaynaklara

başvurularak sunulmalıdır.)

DENEYSEL ÇALIŞMA:

(Aşağıdaki konulara dikkat edilerek hazırlanmalıdır:)

1) Genel olarak deney raporu, bu laboratuvar çalışmasına katılmamış ya da bu konu

hakkında fazla bilgi sahibi olmayan bir jürinin değerlendireceği tarzda hazırlanmalıdır.

2) Deneyin yapılışı, var ise şekiller ile gösterilmeli ve anlatılmalıdır.

3) Deney verileri fazla ise, düzenli bir tablo olarak düzenlenmelidir. Sunulan veriler birimler

ve bunların katlarına dikkat edilerek uygun biçimde ifade edilmelidir.

4) Grafikler ayrı bir milimetrik ya da logaritmik kağıda, grafik çizim kurallarına uygun

olarak çizilip rapora eklenmelidir.

5) Deney sonuçlarının hesaplanması için gereken işlemler açık ve doğru biçimde gösterilmeli

ve yorumlanmalıdır.

6) Hesaplanan sonuçlar bir seri halinde ve fazla sayıda ise tablo şeklinde sunulmalıdır.

Tablodaki 1-2 sonuç için kullanılan hesaplama tekniğinin ayrıntılı olarak gösterilmesi

yeterlidir.

7) Raporun hazırlanmasına, kullanılan yazının düzgünlüğüne ve sayfaların düzenlenmesine

çok özen gösterilmelidir. Raporun değerlendirilmesinde bilgilerin doğruluğu yanında

önemli bir oranda, görünüm ve orijinalliğe de not verilecektir.

8) Her rapor mutlaka bireysel olarak hazırlanmalı, başkalarından alıntı yapılmamalıdır.


3

ELEKTRONİK-I LABORATUVARI

ELEKTRONİKTE BİRİMLERİN VE BÜYÜKLÜKLERİN UYGUN ŞEKİLDE İFADESİ (ANLAMLI SAYILAR)

Elektronikte kullanılan başlıca birimler : Ω (Ohm) , V (Volt) , I (Amper) , s (Saniye) , Hz (Hertz) , F (Farad) , H (Henry) v.s. 109 Katı --- G (giga) 106 Katı --- M (mega) 103 Katı --- k (kilo) Birimin kendisi 10-3 Katı --- m (mili) 10-6 Katı --- μ (mikro) 10-9 Katı --- n (nano) 10-12 Katı --- p (piko) Bir formülde değerler yerine konularak işlem yapılmak istendiğinde, ilgili büyüklüğün birimi, katları şeklinde değil de, esas halinde yerleştirilmelidir. Örneğin : Eldeki değerler : V1= 300 mV , V2=7,5 V , R=1 kΩ

Burada 1kΩ u yerine yazarken 103 ile çarparak Ohm a çevirmeli ve 300 mV’u da 0.3 V olarak kullanmalıyız.

mAAR

VVI 2,710.2,7

10

3,05,7 33

12 ==−

=−

= −

Eldeki değerler : L=4 mH , C=10 nF

=== −− 93 10.10.10.428,62 CLT π 4 .10-5 s =40 μs

İşlemlerin sonucunda elde edilen değerler örneklerde olduğu gibi uygun şekilde ifade edilmelidir. Örnek ifade ve söyleyişler : =4700 Ω = 4,7 kΩ =1200 mV = 1,2 V =0,9 A = 0,9 A veya 900 mA =0,03 V =0,03 . 103 mV = 30 mV =8,2 10-5 H = 82 μH Görüldüğü gibi sonuçlar 10 üzerili sayılarla ifade edilmez, ,’den sonra 0 ile başlayan rakamlar kullanılmaz ve rakam 1000 ve daha yukarısı ise 1000 e bölünerek birimin başına uygun kat ismi getirilir.


4

DİRENÇ RENK KODLARI --------------------------------------------------------------------------------------------------------

A B C Tolerans

RENK A B C % Tolerans Siyah - 0 100 -

Kahverengi 1 1 101 1 Kırmızı 2 2 102 2 Turuncu 3 3 103 -

Sarı 4 4 104 - Yeşil 5 5 105 - Mavi 6 6 106 - Mor 7 7 107 - Gri 8 8 108 -

Beyaz 9 9 109 - Altın - - 10-1 5

Gümüş - - 10-2 10 Direnç şekildeki gibi tolerans çizgisi sağda olacak şekilde tutulur. A ve B renk çizgilerine karşılık gelen değerler yanyana yazılır. Bu iki haneli bir rakam gibi okunarak C ye karşılık gelen değer ile çarpılır. Örnekler A B C DEĞERİ Kırmızı Kırmızı Kırmızı 22 .10

2 = 2200 Ω=2,2 KΩ

Kahverengi Siyah Siyah 10 .100 = 10 Ω

Sarı Mor Yeşil 47 .105 = 4,7 MΩ

Mavi Gri Altın 68 .10-1

= 6,8 Ω NOT: Elektronikteki tüm değer ifadelerinde olduğu gibi direnç için de değerler uygun

birimlerle ifade edilmelidir. 12000 Ω , 0.056 KΩ , 0.0082 MΩ gibi gösterim ve söyleyişler

yanlıştır. Bunlar sırayla 12 kΩ , 56 Ω , 8,2 kΩ olarak yazılır ve söylenir.


5

ELEKTRONİK-I LABORATUVARI ( EL 1 – 1 )

DOĞRU AKIM VE GERİLİM ÖLÇÜMLERİ

KURAM:

Üzerinde pasif ve aktif devre elemanları olan bir devrede;

Kirchoff gerilimler yasası: Herhangi bir anda devrenin herhangi bir çevresindeki n tane

elemanın gerilimleri toplamı sıfırdır:

∑=

=n

kk tV

10)(

Kirchoff akımlar yasası: Herhangi bir anda bir düğüme giren ve çıkan n tane akımın toplamı

sıfırdır.

∑=

=n

kk ti

10)(

Devre üzerindeki iki nokta arasındaki potansiyel farkını veya gerilimi ölçmek için voltmetre

kullanılır. Voltmetreler ölçülecek noktalar arasına paralel bağlanırlar. Ölçülecek gerilim doğru

gerilim ise + ve – kutuplanmaya uygun olarak bağlanmalıdır.Voltmetrelerin iç dirençleri çok

büyük (idealde sonsuz) olmalıdır. Çünkü paralel bağlantıda kendi iç direnci üzerinden bir

akım geçmesi ve bunun bir kayıp yaratması istenmez.

Devrenin herhangi bir noktasından geçen akımın ölçülebilmesi için bu nokta açık devre

edilerek bu uçlar arasına ampermetre seri olarak bağlanır. Ampermetrelerin idealde sıfır

olması gereken çok küçük bir iç dirençleri vardır. Böylece, hem iki noktayı kısa devre etmiş

hem de üzerinden geçen akımın, kendi iç direnci üzerinde bir gerilim düşümü yani kayba

neden olması önlenmiş olur.

Voltmetre ve ampermetreler, analog (orantılı) olarak adlandırılan ve bir skala ve ibreden

oluşan elektro-mekanik aletler olabileceği gibi, tamamen elektronik sayısal (dijital) olarak da

üretilirler. Sayısal ölçü aletleri, ayarları (kalibrasyon) iyi yapıldığında daha hassas bir ölçüme

izin verir. Her iki tip ölçü aleti de ‘kok’ (kare ortalaması karekökü) veya ‘etkin değer’ olarak

adlandırılan türden alternatif gerilim ölçümü yaparlar.


6

DENEY:

1) Aşağıdaki devreyi kurarak devrenin girişine 10.0 V’luk doğru gerilim uygulayınız.

2) Her bir çevredeki eleman uçlarındaki gerilimleri, yönlerine dikkat ederek (aynı yön sırasını

takip ederek) voltmetre ile ölçünüz. Bu gerilimler ile Kirchoff gerilimler yasasının

doğruluğunu gösteriniz.

3) ve noktaları arasındaki gerilimleri ölçerek daha sonra kullanmak üzere not alınız. 13V 42V

4) Devre üzerinde aşağıda gösterilen X düğüm noktası etrafındaki iA, iB ve iC düğüm

akımlarını sırasıyla ölçünüz. Ölçüm sırasında ampermetrenin + ve – uçlarını X düğümüne

göre hep aynı yönde bağlayınız. Bu akım değerlerini kullanarak Kirchoff akımlar yasasının

doğruluğunu gösteriniz.

5) Çevre akımları yöntemiyle devreyi analiz ediniz, iA, iB ve iC akım değerlerini bir de teorik

olarak hesaplayarak sonuçları karşılaştırınız.

6) Teorik çevre akımları değerleri elde edildiğine göre, ve gerilimlerini teorik olarak

hesaplayarak, önceden ölçtüklerinizle karşılaştırınız.

13V 42V

R3 470 Ω

10 V

+ 1

- 4

330 Ω R1

100 Ω R2

2

3

1 kΩ R4

470 Ω

100 Ω

1 kΩ iC

+

-

330 Ω

10 V

iA X iB


7

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN FAKÜLTESİ

Fizik Bölümü Elektronik-I Laboratuarı Protokolü

Deneyin Adı: Doğru Akım ve Gerilim Ölçümleri Deneyin Kodu: EL 1 - 1 Tarih

…/……/20… Adı Soyadı : . . . . . . Adı Soyadı : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . .

Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . .

DENEY VERİLERİ: 1-) Her bir çevredeki eleman uçlarındaki gerilimleri yazınız. I.Çevre II.Çevre VR1 =............... VR4 =............... VR2 =............... VR3 =............... Vk =................ VR2 =............... 2-) V13=..........V, V42=...........V 3-) İA=..........A, İB=...........A, İB C=..........A

İmza : . . . . . İmza : . . . . .

Adı Soyadı : . . . . . . Numarası : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . İmza : . . . . .



8


RC DEVRELERİ

KURAM : İçinden i(t) akımı geçen direnç (R), sığa (C) ve self (L) uçları arasındaki gerilim, elemanların tanım bağıntıları gereği

∫ =+== +t

0LCCR dt

diLV , )(oVdt i(t)C1V , i(t) RV

olarak tanımlanır.

RC DEVRESİ Şekil-1 deki devreye Vg(t) giriş gerilimi uygu-

landığında, sistemi

Vg

RC

i

(t)V)(OVdtiC1iR gC

t

0

=++ +∫

denklemi ile tanımlayabiliriz. Denklemin Homojen kısmı Şekil-1

∫ =++ +t

0C 0)(0Vidt

C1Ri

denkleminin türevi alınarak, eşdeğer olan

0iC1

dtdiR =+

denklemi elde edilir. τ =RC gevşeme süresi veya sistemin zaman sabiti olarak ifade edilmek üzere, akım

τt/0eii(t) −=

olarak elde edilir. Buna göre eleman gerilimleri

[ ] )(0Ve1Ri)(0Vi(t)dtC1(t)V,eRiRi(t)(t)V C

t

0

t/0CC

t/0R

+−+− +−=+=== ∫ ττ

olarak elde edilir. A) Basamak Tepkisi Devreye, kondansatör başlangıçta boşken (Vc(0+)=0) Şekil-2 de görülen bir basamak fonksiyonu uygulanırsa

tt =0

Vo

Şekil-2 [ ]ττ t/

0t/

00 e1RieRiV −− −+= ve /RVi 00 =


9

elde edilir. Buna göre [ ]ττ t/

0Ct/

0R e1VV,eVV −− −==

olarak bulunur. Bu gerilimlerin davranışları Şekil-3 de verilmiştir.

tt =0

Vo

VR

VC

Devreye, kondansatör Vo gerilimi ile dolu iken (Vc(0+)=Vo ) Vg=0 olan bir gerilim uygulanırsa ( giriş kısa devre edilirse ) Şekil-3 0

t/0

t/0 V)e(1RieRi0 +−+= −− ττ

ve /RVi 00 −=

elde edilir. Buna göre ττ t/

0Ct/

0R eVV,eVV −− =−=

bulunur. Bu gerilimlerin davranışları Şekil-4 de verilmiştir.

tt =0

Vo

VR

VC

B) Sinüs Tepkisi Şekil-4

t)Cos(ii(t) 0 ω= )tCos(V(t)V 0g φω += giriş geriliminin, akımını akıttığını varsa-

yalım. Kompleks gösterimde olarak ifade edilir. Bu gösterimde

kompleks eleman empedansları

tj0

)tj(0g eii,eVV ωφω == +

ωCj1R,RZ CR ==

devrenin toplam empedansı,

ωω

ω jCjRC1

jC1RRZ=Z CR

+=+=+

olarak elde edilir. Sistemin çevre denkleminden tj

O)tj(

O ei)jC

1(ReV ωφω

ω+=+

eşitliği elde edilir. Buradan

ωφω

CR=+

== )tan(ve)C1/(R

VZ

Vi

222OO

O

bulunur. Bu durumda sığa üzerindeki gerilimin genliği

)sin(VCR1

Vi

C1V 0222

00CO φ

ωω=

+==

olarak bulunur.


10

DENEY : 1) RC Devresinin Basamak Fonksiyonuna Cevabı

a) Şekil-1 deki RC devresini verilen uygun direnç ve kondansatör değerlerini kullanarak kurunuz, gerekli ayarlamaları yaparak Şekil-2 deki osiloskop görüntüsünü elde ediniz.

b) yarılanma süresini ölçerek ifadesinden yi bulunuz. d

1/2T dd1/2 ln(2)T τ= dτ

c) yi hesaplayınız. C Rk =τ

d) Kuramsal ve deneysel sonuçları karşılaştırarak yorum yapınız.

2) RC Devresinin Sinüs Fonksiyonuna Cevabı

Şekil-3

Şekil-1

CH1 CH2

R C

Kare T½

Şekil-2 R=1kΩ, C=56nF, F=1,5kHz

Sinüs

CH1 CH2

R C


11

a) Şekil-3 deki devreyi kurunuz. Dalga üretecinden genliği tepeden tepeye Vg=4V olacak şekilde giriş gerilimini ayarlayınız ve frekans taraması yaparak aşağıdaki tabloyu doldurunuz. Giriş gerilimini her ölçümde sabit tutunuz

f(Hz) 100 200 500 1 k 2 k 5 k 10 k 20 k 50 k 100 k 200 k 500 k

Vg

dVco

Vco ’ın denel ve kuramsal değerlerini aynı yarı-logaritmik kağıda çiziniz.

Δ t Şekil-4

b) CH1 ve CH2 deki işaretler arasındaki deneysel faz farkını Şekil-4 deki gibi Δt yi ölçerek eşitliğinden bulunuz ve kuramsal değeri de hesaplayarak aşağıdaki

tabloyu doldurunuz.

f.t2 Δ= πφ d

f(Hz) 100 200 500 1 k 2 k 5 k 10 k 20 k 50 k 100 k 200 k 500 k

Δt

φd

(rad)

φk

(rad) φ nin denel ve kuramsal değerlerini aynı yarı logaritmik kağıda çizerek karşılaştırınız.


12



Deneyin Adı: RC Devreleri Deneyin Kodu: EL 1 -2 Tarih

…/……/20… Adı Soyadı : . . . . . . Adı Soyadı : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . .

DENEY VERİLERİ: 1-) RC Devresinin Basamak Fonksiyonuna Cevabı:

b) T1/2d=................

2-) RC Devresinin Sinüs Fonksiyonuna Cevabı: a) f(Hz) 100 200 500 1 k 2 k 5 k 10 k 20 k 50 k 100k 200k 500k Vg

Vco

b) F(Hz) 100 200 500 1 k 2 k 5 k 10 k 20 k 50 k 100k 200k 500k ∆t

İmza : . . . . . İmza : . . . . .




13


RLC DEVRELERİ - 1

KURAM : A) RL DEVRESİ Şekil 1 deki devrenin çevre denklemi,

iRdtdiLVg +=

i

L

RVg

olarak elde edilir.

0iRdtdiL =+ Şekil-1

homojen denklemin çözümü olmak üzere, L/R=ττt/

0 eii(t) −=

τττ t/0

t/0L

t/0R eiR)ei(

dtdL(t)V,eiRi(t)R(t)V −−− −====

olarak elde edilir. 1) Basamak Tepkisi koşulları ile ikinci taraflı denklemin özel çözümünü

aradığımızda bulunur. Buna göre eleman gerilimleri,

0i(0),VV 0g ==

/RViveVV 000ö −==ττ t/

0Lt/

0R eVV,)e(1VV −− =−=

olarak elde edilir. V/Ri(0),0Vg == koşulları ile ikinci taraflı denklemin özel çözümü arandığında

bulunur. Buna göre eleman gerilimleri /RVive0V 00ö ==ττ t/

0Lt/

0R eVV,eVV −− −==

olarak elde edilir. Davranış biçimleri Şekil-2 ve Şekil-3 de verilmiştir.


14

t

VRVL t

VR

VLt=0

Şekil-2 Şekil-3 2) Sinüs Tepkisi Şekil-1 deki devre için ωω LjRZveLjZ L +== olarak verilir.

ve için

)(0

φω += tjg eVV

RL

LR

VZ

Vi ωφ

ω=

+== )tan(,

22200

0tjeii ω

0=

1/ ω=LRolarak bulunur. olmak üzere EL2-B deki analiz aynen tekrarlanabilir.

B) RLC DEVRESİ SİNÜS TEPKİSİ

Şekil-4 teki devreye bir sinüssel gerilim uygulandığında kompleks gösterim olarak

i

L

RVg

C

ωωω

ωω jjj e

CjieRieL )1() 00 ++φω tj jieV (0

)(0 =+

Şekil-4 eşitliği elde edilir. Buradan

RCL

CLR

V

CLjR

VZ

Vi

)/(1)tan(

,)1()1( 22

0000

ωωφ

ωω

ωω

−=

−+=

−+==

eşitlikleri elde edilir.


15

2/,0içinve2/,0için0 00 πφωπφω +→→∞→−→→→ iiBurada

olduğu gö-rülür. Arada bir noktada i maxsimum değeri alır; bu frekansa ω rezonans frekansı denir.

0 0

CL/10 == ωω için,

0)tan(,) 0max0 == φ

RV

i

dır. Devre saf direnç gibi davranır. ın i0 ω 'ya bağlı davranış biçimi ( frekans tepkisi ) Şekil-5 de görülmektedir. Akımın maksimum değerinin 1 2/ katına düştüğü değerler yarı güç frekansları olarak bilinir. Bu koşul, 22 ))/(1( ωω CLR −=

halinde sağlanabilir.Elde edilen sonuçlar

i0 τωωτωω /1ve/1 0101 +=−=

dir. yaklaşıklığında dir. 22

0 /1 τω ⟩⟩ 2021 ωωω =

Devrenin Q faktörü (kalite faktörü)

CL

RQ 1

20

12

0 ==−

=τω

ωωω

olarak tanımlanır. Q faktörü büyük olan devrenin, frekans tepkisi sivri olur ve böyle devreler frekans seçici devreler olarak kullanılır.

201 ωωω

i0)max

i0)max / √2

ω

Şekil-5


16

DENEY:

1) RL Devresinin Basamak Fonksiyonuna Cevabı Şekil-1 deki RL devresini kurarak, dalga üretecinin frekansını ayarlayarak osiloskop ekranında uygun şekli elde ediniz. a) yarılanma süresini ölçerek TT1/2

d1/2=ln2.τ ifadesinden τ

d yi bulunuz. b) τk=L/R den , L nin değerini hesaplayınız.

2) RLC Devresinde Rezonans Şekil-2 deki devreyi kurunuz ve dalga üretecinin frekans ayarını kullanarak (uygun frekans aralığında), osiloskop ekranındaki sinüsoidal işaretin genliğinin, girişteki frekansla birlikte değiştiğini gözleyiniz. ( L=4,7mH, C=4,7nF, R=270Ω)

Şekil-2 a) Genliğin max. olduğu rezonans noktasında, dalga üretecinin frekansını okuyunuz (fo). Bu noktanın solunda ve sağında genliğin 1 2/ katına düştüğü yarı güç frekanslarını okuyunuz (f1 ve f2) .

b) Aşağıdaki frekans taramasını yaparak tablonun kalanını doldurunuz. f1 fo f2 f(kHz)

Vçıkış

c) Bu tablodan yararlanarak bir milimetrik kağıda Vçıkış - f grafiğini çiziniz ve bunun üzerinde yarı güç ve rezonans noktalarını gösteriniz.

4.7 mH 270 Ω

CH1 CH2

Kare L

R

Şekil-1

L C CH2

R

CH1

Sinüs


17



Deneyin Adı: RLC Devreleri - 1 Deneyin Kodu: EL 1-3

Tarih …/……/20…

Adı Soyadı : . . . . . . Adı Soyadı : . . . . . .

Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . .

Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . DENEY VERİLERİ: 1-) RL Devresinin Basamak Fonsiyonuna Tepkisi:

a) Td1/2=................

2-) RLC Devresinde Rezonans: a) fo=.................. f1=.................. f2=.................. b) f1 f0 f2 f(kHz)

Vç

İmza : . . . . . İmza : . . . . .




18


RLC DEVRELERİ - 2

KURAM :

RLC DEVRESİ BASAMAK TEPKİSİ Şekil-1 deki seri RLC devresinin çevre denklemi,

)0(1

0

++++= ∫ C

t

g VdtiC

iRdtdiLV

i

L

RVg

C

şeklinde verilebilir. Şekil-1 Homojen denklem, türev alınarak,

012

2=++ i

Cdtdir

dtidL

haline getirilir. Bu denklemin karakteristik denklemi

012

22 =+⎟⎠⎞

⎜⎝⎛+

CLLR αα

dir Bu denklemin Köklerine göre, çözümleri üç tipte incelemek

gerekir .

RL /2=τ , 20

220 /1,/1 ωτω −=Δ= LC olmak

üzere, a) 21 αα ≠ reel kökler varsa çözüm

[ ]tt Be Δ+Δ +

i

t Şekil-2 t Aeei −−= τ/

biçimindedir. Bu duruma aşırı sönüm durumu denir. Davranış biçimi Şekil-2 de görülmektedir. Bu durumda t=0 da i(0)≠0 ise, 0 değerini alması için veya i(0)=0 ise maksimum değerini alması için uzun bir zaman geçmesi gerekmektedir.


19

b) 21 αα = reel katlı kök durumunda Δ dır. Çözüm = 0 i

t

[ ]tBAei t += − τ/

şeklindedir.Bu duruma kritik çözüm durumu denir ve akım maksimum ve minimum değerleri arasında en kısa sürede değişir. Davranış biçimi Şekil-3 te görülmektedir. Kritik sönüm oluşma koşulu

CLRveya K /21,0 202 ===Δ ω

τ

olarak ifade edilir. c) eşlenik kompleks kök durumunda *

21 αα =

22

0 /1 τωω −= olmak üzere çözüm

[ ]ωωτ jjt BeAeei −− += /

veya )cos(/ φωτ += − tei t

şeklinde ifade edilebilir. Bu duruma sönümlü salınım durumu denir. Davranış biçimi Şekil-4 de görülmektedir. Şekil-1 deki devreye bir basamak fonksiyonu uygulandığında, yukarıdaki a, b, c durumlarından biri oluşur. Bu davranış zaman içinde eksponansiyel olarak azaldığından bunlara geçici rejim adı da verilir.

Şekil-3

e -t / τ

Şekil-4


20

DENEY: RLC Devresinin Basamak Fonksiyonuna Tepkisi

Şekil-1a Şekil-1b

Şekil-1a daki RLC devresini kurarak; a) Potansiyometreyi max. açarak aşırı sönümü gözleyiniz. b) Potansiyometreyi ayarlayarak, kritik sönüm olayını gözleyiniz ve potansiyometreyi çıkararak değerini ölçünüz. Rk= L/C2 den kuramsal kritik direnci hesaplayarak deneysel

değerle karşılaştırınız. c) Potansiyometreyi çıkararak devre üzerinde sadece R direncinin kalmasını sağlayınız. Osiloskop ekranındaki sönümlü salınımların birisini (Şekil-1b), gerekli ayarlamaları yaparak Şekil-2 ‘deki gibi büyütünüz. Şekli uygun eksenlere yerleştirerek yarılanma süresini ölçünüz. Buradan yi hesaplayınız. ‘yi

hesaplayarak sonuçları karşılaştırınız. Büyük farkın sebebi ne olabilir?

T1/2d

/ln2T1/2d =τ 2L/Rk =τ

d) Sönümlü salınımların periyodunu ( T ) ölçünüz.

d

LC2T k π= ifadesinden kuramsal değeri hesaplayınız.

P L R Kare

CH1

4.7 mH 5 kΩ C4.7 nF

CH2

22 Ω

e -t / τ

Şekil-2


21



Deneyin Adı: RLC Devreleri - 2 Deneyin Kodu: EL 1-4 Tarih

…/……/20…


Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . .

Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . DENEY VERİLERİ: RLC Devresinin Basamak Fonsiyonuna Tepkisi:

a) Rkd=................

b) T1/2

d=................

c) Td=................

İmza : . . . . . İmza : . . . . .




22

ELEKTRONİK-I LABORATUVARI ( EL 1 –5 )

DOĞRULTUCU DİOD VE UYGULAMALARI

KURAM :

Diodlar genel özellik olarak üzerinden yalnız bir yönde akım geçirebilen yarıiletken

devre elemanlarıdır.

AC akımı doğrultan, uçları arasındaki gerilimi sabitleyen, gerilime bağlı olarak iç

kapasitesini değiştiren, ışık yayan ve algılayan ve bunun benzeri özellikler gösteren diod

çeşitleri mevcuttur.

Doğrultucu olarak kullanılan “p-n eklem diodu”nun eşdeğer modeli ve yaklaşık

belirtkin (karakteristik) eğrisi Şekil-1 (a) ve (b) de görüldüğü gibidir. Ve “diod eşik gerilimi”,

rd diod dinamik direnci olarak adlandırılır. İletimdeki diod grafiğinin, teğetinin eğimi

, teğetin ekseni kestiği nokta da Ve değerini verir. ( / ) /Δ ΔI V rd= 1

Pratikteki birçok uygulamada rd gözardı edilir. Ancak kullanılan gerilimler eşik

gerilimine göre çok büyük değilse hesaba katılması gerekebilir.

Şekil-2 . p-n eklem diodu sembolü ve diğer bazı diod çeşitleri.

Anot Katot

(a) Id

VdVe

(b)

Ve rd

ideal p-n eklem diodu Şekil-1


23

DENEY: 1) İleri yönde kutuplamada Diod belirtkin eğrisi : I d

Vd0-2V22Ω

Şekil-1 deki devreyi kurarak aşağıda verilen Vd değerlerine karşı gelen akımları

bulunuz. Vd (mV) 100 200 300 500 550 600 650 700 750 Id

Bir milimetrik kağıda Id-Vd grafiğini çiziniz ve diod eşik gerilimini gösteriniz. 2) Tam dalga doğrultucusu Şekil-3 teki devreyi kurarak Şekil-4 daki çıkış gerilimini gözleyiniz. Burada Vm ve Vr yi ölçerek VDC=Vm-Vr ve δ = V Vr DC/ 3 formülleri yardımıyla δ

dalgalanma faktörünü hesaplayınız.

10 μF10K

Þekil-5

Vm

Þekil-6

2Vr

Şekil-3

Şekil-2

Şekil-1


24



Deneyin Adı: Doğrultucu Diod ve Uygulamaları Deneyin Kodu: EL 1 -5 Tarih

…/……/20… Adı Soyadı : . . . . . . Adı Soyadı : . . . . . .

Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . DENEY VERİLERİ: 1-) İleri Yönde Kutuplanmada Diod Belirtkin Eğrisi: Vd(mV) 100 200 300 500 550 600 650 700 750 Id

2-) Tam Dalga Doğrultucu: Vm=...................., Vr=....................

İmza : . . . . . İmza : . . . . .




25


ZENER DİOD

KURAM : Zener diod ileri yönde kutuplandığında, doğrultucu diod gibi davranır. Ters yönde kutuplandığında ise uçları arasındaki Vz zener gerilimi civarında doğrultucu dioda göre büyük akımlar çekilmesine rağmen bozulmaz. Zener diod için Şekil-1 deki eşdeğer devre kullanılabilir. Buradaki rd dinamik direnci, akıma bağlıdır. Belli bir akımdan sonra yaklaşık

sabit kalır.

VzRd+

Þekil-1 DENEY : 1) Zener diod belirtkin eğrisi a) İleri yönde kutuplama Şekil-2 deki devreyi kurarak aşağıdaki gerilimlere karşı gelen akımları ölçünüz. Vd (mV) : 100 - 200 - 300 - 500 - 550 - 600 - 650 - 700 - 750 Id : .... .... .... .... .... .... .... .... ....

b) Ters yönde kutuplama Şekil-3 deki devreyi kurarak aşağıdaki gerilimlere karşı gelen akımları ölçünüz. Vd (V) : 1.0 - 2.0 - 3.0 - 4.0 - 4.2 - 4.4 - 4.6 Id : .... - .... - .... - .... - .... - .... - ....

IdVd

0-2V

Þekil-2

+22Ω

IdVd

0-12V

Þekil-3

+ 470Ω

Şekil-1

Şekil-2

Vd

Şekil-3


26

c) Yukarıda elde edilen verilerle zener diodun belirtkin eğrisini çiziniz ve zener gerilimini (Vz) bulunuz. 2) Zenerli gerilim düzenleyici a) Şekil-4 deki devreyi kurunuz. b) Transformatör çıkışındaki gerilimin tepe değerini (Vo), tam dalga doğrultulmuş gerilimin tepe değerini (Vm), dalgalanma gerilimini (Vr), zener gerilimini (Vz) osiloskop

yardımıyla ölçünüz. c) Vo ve Vm arasındaki farkı açıklayınız. d) VDC ortalama doğru gerilimi ve IDC ortalama doğru akımı, maksimum ve minimum

akımları hesaplayınız. e) Yük direncinden akan akımı ve zenerden geçen ortalama, minimum ve maksimum akımları hesaplayınız.

10 μF

Þekil-4

CH1

470Ω

1K

CH2

Vm

Þekil-5

2VrVDC Vz

Şekil-4

Şekil-5


27



Deneyin Adı: Zener Diod Deneyin Kodu: EL 1 -6

Tarih …/……/20… Adı Soyadı : . . . . . . Adı Soyadı : . . . . . .

Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . DENEY VERİLERİ: 1-) Zener Diod Belirtkin Eğrisi: a) İleri Yönde Kutuplanma: Vd(mV) 100 200 300 500 550 600 650 700 750 Id

b) Ters Yönde Kutuplanma:

Vd(V) 1.0 2.0 3.0 4.0 4.2 4.4 4.6 Id

2-) Zenerli Gerilim Düzenleyici: b) Vo=.............. Vm=.............. Vr=................. Vz=..............

İmza : . . . . . İmza : . . . . .




28


TRANSİSTÖR BELİRTKİN EĞRİLERİ

KURAM : Transistörlerin çalışması için belli bir doğru akımın baz-emiter ve buna bağlı olarak kollektör-emiter arasından akması ve baz-emiter ve kollektör-emiter arasında belirli gerilimler oluşması gerekir. Bu büyüklüklerden sadece ikisi bağımsızdır. Bu noktaya "doğru gerilim çalışma noktası" denir ve bu değerler ile gösterilir. Bu nokta civarında küçük genlikli alternatif işaretler için ayrıca v

V I V ve IBEQ

BQ

CEQ

CQ, ,

i v ve ibe b ce c, , sembolleri kullanılır. "h" parametreleri gösteriminde, alternatif gerilim paremetreleri h ile gösterilir. h

h h ve hie oe re fe, ,I IFE C B= =/ β ile gösterilir ve hfe den biraz farklıdır.

DENEY : 1) Giriş Belirtkenleri Şekil-1 deki devre üzerinde aşağıdaki tabloda verilen değerleri ölçünüz. VCE=0 V iken IB (μA) : 2 - 10 - 15 - 20 - 25 VBE(mV): .... - .... - ..... - ..... - ...

2) Çıkış Belirtkenleri Şekil-2 deki devre üzerinde aşağıdaki tabloda verilen değerleri ölçünüz.

+

0-2V

10 k

Þekil-1

IB

VBE VCE 0-12 V

+

0-2V

10 k

Þekil-2

IB

VCE

IC

0-12 V

Şekil-2

IB 10 k

IB 10 k

Şekil-1


29

IB=10 μA : VCE(V) : 0.2 - 0.5 - 1.0 - 2.0 - 3.0 - 5.0 - 7.0 IC(mA) : .... - .... - .... - .... - .... - .... - ...

IB=15 μA : VCE(V) : 0.2 - 0.5 - 1.0 - 2.0 - 3.0 - 5.0 - 7.0 IC(mA) : .... - .... - .... - .... - .... - .... - ...

IB=20 μA : VCE(V) : 0.2 - 0.5 - 1.0 - 2.0 - 3.0 - 5.0 - 7.0 IC(mA) : .... - .... - .... - .... - .... - .... - ...

IB=25 μA : VCE(V) : 0.2 - 0.5 - 1.0 - 2.0 - 3.0 - 5.0 - 7.0 IC(mA) : .... - .... - .... - .... - .... - .... - ...

3) β ölçümü VCE=5 V iken Şekil-3 deki devre üzerinde aşağıdaki tabloda verilen değerleri ölçünüz. IB (μA) : 2.0 - 5.0 - 10.0 - 15.0 - 20.0 - 25.0 IC (mA): .... - .... - .... - .... - .... - ....

4) Yukarıda elde ettiğiniz değerlerle milimetrik kağıda grafikleri çiziniz. 5) değerleri için değerlerini grafikten bulunuz. V.5V,mA6I Q

CEQc == Q

BEQB VveI

6) Bu nokta civarında hie, hfe, hoe parametrelerini grafiklerden hesaplayınız. (Not: Bu yöntemle hre bulunamaz.)

+

0-2V

10 k

Þekil-3

IB

I C

0-12 V

1 k

IC IB 10 k

Şekil-3

VCE


30



Deneyin Adı: Transistör Belirtkin Eğrileri Deneyin Kodu: EL 1 -7 Tarih

…/……/20… Adı Soyadı : . . . . . . Adı Soyadı : . . . . . . Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . .

Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . .

DENEY VERİLERİ: 1-) Giriş Belirtkenleri: (VCE=0 V iken)

IB(μA) B 2 10 15 20 25 VBE (mV)

2-) Çıkış Belirtkenleri:

IB= 10μA B

VCE (V) 0.2 0.5 1.0 2.0 3.0 5.0 7.0 IC(mA)

IB= 15μA B

VCE (V) 0.2 0.5 1.0 2.0 3.0 5.0 7.0 IC(mA)

IB= 20μA B

VCE (V) 0.2 0.5 1.0 2.0 3.0 5.0 7.0 IC(mA)

IB= 25μA B

VCE (V) 0.2 0.5 1.0 2.0 3.0 5.0 7.0 IC(mA)

3-) β Ölçümü:

VCE =4V IB(μA) B 2 5 10 15 20 25 IC(mA)

İmza : . . . . . İmza : . . . . .




31


TRANSİSTÖRLÜ KUVVETLENDİRİCİ

KURAM : Şekil-1 deki devre için doğru gerilim (DC) koşulları :

[ ](mA)I/25(mV)=h,/II

VVRIVcc)R/(RR

CIEBC

EBEBBB2B1B2

ββ=++=+

Alternatif gerilim (AC) koşulları : a) CE=0 (kondansatör yok, emiter dirençli devre) için,

[ ] [ [ ] [ ])R/(RRR)Rh(1h/hK

)Rh(1hR/)Rh(1hRR

yCyCEfeiefeV

EfeieBEfeieBg

+++=

]+++++=

b) CE>0 (kondansatör var, CE kondansatörlü devre) için,

[ ])R/(RRR)/h(hK

)h/(RhRR

yCyCiefeV

ieBieBg

+=

+=

olarak verilir. DENEY : 1) Şekil-2 deki devrede Vcc=12 V için VCE, VBE, VCB, VB, VC ve VE değerlerini ölçünüz ve buradan VE/RE=Ic yi bulunuz. RB yi hesaplayarak IB yi

bulunuz. Bulduğunuz değerler yardımıyla, DC koşullarından,

β ve hIE yi hesaplayınız.

+VCCRC

CCR

C ERE

R B2

R B1

L

Þekil-1

Ry

+VCCRC

CRE

R B2

R B1

Þekil-2

E

Şekil-1

Şekil-2


32

+VCC

RC

CRE

R B2

R B1

CH1

CH2

E

2) Şekil-3 deki devreyi kurunuz, CE=100 μF için aşağıdaki frekanslara bağlı olarak

ölçümleri yaparak tabloyu doldurunuz. Ölçümler sırasında Vg)tt=20 mV değerinde sabit

tutarak Vc)tt değerlerini tabloya kaydediniz. 1 kHz için giriş ve çıkış gerilimleri arasındaki faz

farkını osiloskop ekranında gözleyerek çiziniz.

f(Hz) 10 20 50 100 200 500 1 k 10 k 100 k 200 k 500 k 1 M 2 M

Vg (mV)

Vc

VK

Vttgttc K)/v)v −= ifadesinden yararlanarak deneysel VK değerlerini hesaplayınız.

Hesaplanan Kv değerlerinin frekansa bağlı Grafiğini yarı-logaritmik kağıda çiziniz. 3) Düzgün bölge merkezinde yer alan 1 kHz için elde edilen KV’yi ve hie=. . . . kΩ değerlerini kullanarak hfe ‘yi hesaplayınız. 4) Şekil-3 deki devre üzerinden kondansatörü sökerek (CE=0 durumu), sadece f=1 kHz için,

vg ) = 20 mV olacak şekilde Vc) ‘yi ölçünüz. Buna ait deneysel K ‘yi hesaplayarak,

kondansatör varken elde edilen değerle karşılaştırıp sonucu yorumlayınız. tt tt V

5) hfe ve hie yi kullanarak, CE=0 için KV ‘nin kuramsal değerini hesaplayınız ve deneyseli ile karşılaştırınız.

Þekil-4Şekil-3


33



Deneyin Adı: Transistörlü Kuvvetlendirici Deneyin Kodu: EL 1 -8 Tarih

…/……/20…


Numarası : . . . . . . Numarası : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . Deney Grubu : . . . . . . DENEY VERİLERİ: 1-) VCE=..................... VBE=..................... VCB=..................... VB=..................... VB C=..................... VE=..................... 2-) f(Hz) 10 20 50 100 200 500 1k 10k 100k 200k 500k 1M 2M Vg(mV)

Vc

4-) VC)tt= . . . . . . .

İmza : . . . . . İmza : . . . . .




34

23

45

67

89

23

45

67

89

23

45

67

89

23

45

67

89

23

45

67

89

23

45

67

89

2

frekans(Hz)

10 1

10 210 3

10 410 5

10 6

I L A B. D E N E Y F Ö Y L E R İ' ni indirmek için tıklayınız

Documents

Transcript of I L A B. D E N E Y F Ö Y L E R İ' ni indirmek için tıklayınız