Download - ANKASTRE KıRıŞLERDE GERıNıM OLCUMLERı
-
8/2/2019 ANKASTRE KRLERDE GERNM OLCUMLER
1/16
1
ANKASTRE KRLERDE GERNM OLCUMLER
DENEY NO:6
HAZIRLAYAN
LATF EMRE EVK
Deney YaplTarihi: 02.12.2011Rapor SunuTarihi: 09.12.2011
Grup No:09
Grup yeleri:071155015 LATF EMRE EVK
071155017 FUAT DERNGZ071155022 ADEM GLAL071155023 ERHAN AY071155030 SEFA KOCA
DENEY SORUMLUSUDr. Tun APATAY
GAZ NVERSTESMHENDSLK FAKLTES
MAKNA MHENDSL BLM
-
8/2/2019 ANKASTRE KRLERDE GERNM OLCUMLER
2/16
2
NDEKLER
Semboller..2
zet..3
Giri3
Teori ve veri toplama.. 4
Deney Cihazlar7
Deneyin yapl ...8
lm sonular ve hesaplamalar..9
Tartma ve sonu..11
ekiller ..12
Referanslar...15
Ekler
SEMBOLLER
-
8/2/2019 ANKASTRE KRLERDE GERNM OLCUMLER
3/16
3
: Kritik frekans. Birimi 1/saniye.I : Akm. Birimi Amper.
Q : Elektrik yk. Birimi coulomb.
V : Potansiyel. Birimi volt.
: Zaman sabiti. Birimi saniye.
C : Kapasitans (kondansatr). Birimi Farad.
L : Endktans. Birimi Henry.
R : Diren. Birimi Ohm.
1.ZET
-
8/2/2019 ANKASTRE KRLERDE GERNM OLCUMLER
4/16
4
Bu deneyde, dinamik sistemlerin farkl girilere gsterdikleri tepkinin elektriksel bir RC
devresi gz nne alnarak incelenmitir. Diren, doru akm g kayna ve kapasitanstan
oluan devrede, kapasitansn dolup boalmas srasnda sisteme verilen girdi ve sistemin
buna cevabolan ktbir izici alet yardmyla voltajzaman grafii kda izilir.Grafikten y
zaman sabiti hesaplanacaktr. Kapasitansn belli bir potansiyel fark ile doldurulmas veboaltlmas srasnda grafiin izimi gzlenmitir.
2.GR
Deneyin amac, dinamik sistemlerin farkl girilere gsterdikleri tepkileri belirlemektir. Buamala elektriksel bir sistem (RC devresi) gz nne alnacaktr.
Kondansatr, eit ve zt ykler tayan herhangi iki iletkenden oluan bir dzenektir. Birkondansatrde depolanan q yk levhalar arasndaki V potansiyel fark ile doru orantldr. qve V arasndaki orant katsaysna kondansatrn sas denir ve C ile gsterilir.
( q=CV)
MKS birim sisteminde sann birimine farad (F) denir. Kondansatrler gerek fizikte gereksemhendislikte ok kullanlan nemli devre elemanlardr.Bir kondansatr yklerken, levhalarn ilk bata ntr olduklar kabul edilir,sonra bir levhadandierine pozitif yk tand dnlr. Tanan yk miktar dq olduunda, bu yk tamakiin gerekli yk miktar dw olur. Buna gre aadaki eitlii yazabiliriz.dw =V dq
bu ifadede potansiyel deerini yerine yazarak bu deeri integre edersek, kondansatrdedepo edilen enerji;
eitlii ile verilir.
3.TEOR VE VERLER
-
8/2/2019 ANKASTRE KRLERDE GERNM OLCUMLER
5/16
5
Dinamik tepki farkl ekillerde tanmlanabilir. Mhendislikte bir kuvvet fonksiyonunun
etkisinde kalan sistemin kts olarak tanmlanr. Girdi-kt ilikisi de transfer fonksiyonu
olarak tanmlanr. Herhangi bir sistemin veya cihazn, hatta bir canl organizmann ya da bir
grup insann dinamik tepkisi de ayn ekilde tanmlanabilir. Bir uyarcnn neden olduu tepki
veya sonu, genellikle bunu ynlendiren temel prensipleri yasalar veya alkanlklarla
belirlenir. Eer sistem bir insan ise sonu psikolojik tepki, eer bir grup insan sz konusu ise
bu durumda olay bir grup dinamiidir. Sistem ne olursa olsun yaplacak i, nedenlerle
sonular arasnda bir balant kurabilecek bir yasa veya model aratrmaktr.
Bu tr neden ve etki ilikisinin analizi, baz matematiksel modeller kullanlarak ve etkiyi
sistemin ya da bileenlerinin zelliklerine balayarak geniletilebilir. rnein bir akkanl
sistemde kn, ak ortamnda srtnmeden ve toplama kapasitesinden etkilenmesi
beklenir. Bu iki zellik diren ve kapasitans olarak adlandrlr. Bunlarn yan sra geici veyasalnml kuvvetlerin etkisi altnda olan ve hareket edebilecek bir cismin eylemsizlik (atalet)
zellii de sonucu etkiler. Adlar saylan bu zellikleri belirlemek iin, geerli bir model ya da
analoji oluturmak gereklidir. Elektriksel sistem bu i iin uygun modeldir. Elektriksel sistemin
parametreleri olan R (diren) , C(kapasitans) ,L (endktans) byklkleri de ilemin yapsn
belirlemede kullanlr. Saylan bu parametreler aadaki gibi tanmlanabilir:
Diren: Potansiyelin akma oran veya akmdaki deiikliin meydana gelmesi iin
potansiyeldeki deiikliktir. Diren iletkenliin tersidir. Alternatif akm devrelerinde bu
empedans olarak tanmlanr. Mekanik harekette ise srtnme diren olarak adlandrlr.
Matematiksel kolaylk iin direncin sabit olduu varsaylr. Laminar ak, vizkoz srtnme ve
elektrik g devrelerinde sabit diren varsaym iyi bir yaklam olarak kabul edilebilir. Fakat
trblansl akta ve pek ok elektronik devrede bu varsaym kullanlmaz.
Kapasitans (Sa): Toplama miktarnn potansiyele orandr. Elektriksel sistem iin elektrik
ykndeki artn potansiyeldeki deiime orandr. (C=dQ/dP). Elektriksel sann birimifaraddr (coulomb/volt). Is aktarmnda birim ktlenin sl kapasitansna zgl s denir ve
birimi cal/C dr. zgl s, s enerjisinin toplama lsdr. Akkanl sistemlerde yerekimi
alannda bulunan bir ak tank kapasitans zelliine sahiptir. Potansiyel birimin seimine
bal olarak, kapasitansn boyutu farkl birimlerde de gsterilebilir. Eer potansiyel birimi
olarak tanktaki svnn ykseklii kullanlrsa, kapasitans alanla gsterilir.rnein, iinde sv
olan dz kenarl bir tankn kesit alan kapasitans gsterir ve potansiyel enerjiyi toplama
kapasitesini gsterir.
-
8/2/2019 ANKASTRE KRLERDE GERNM OLCUMLER
6/16
6
Giri, kontrol altndaki deikeni etkileyen bozucu byklktr. k ise, deikenin bu
bozucu bykle olan tepkisidir. llen ve kontrol edilen deiken basn ya da scaklk
olabilecei gibi alnan yok da olabilir. Eer tepki oran veya transfer fonksiyonu bir bozucu
bykle zamansal tepki veriyorsa, zaman temsil eden bir faktr ierir.
KapasitansnDoldurulmas
Kapasitansn doldurulmasna ait ekil yukarda grlmektedir. Burada besleme gerilimi;
0V ixR V
eklinde yazlr. Bantdaki akm (i) ise;
dVi C
dt
ile tanmlanr. Akm deerini ilk denklemde yerine koyacak olursak;
0
dVV RC V
dt
halini alr. Bu denklem V iin zlrse;
-
8/2/2019 ANKASTRE KRLERDE GERNM OLCUMLER
7/16
7
01
t
V V e
elde edilir. Burada RC olup zaman sabitidir.
Kapasitansn Boaltlmas
Kapasitansn boaltlmas esnasnda devreden geen akm;
dV Vi C
dt R
ile ifade edilir. Bu bant yine V iin zlrse;
0
t
RCV V e
elde edilir. Burada RC olup zaman sabitidir. Denklemlerdeki V0 deeri t = 0da
kapasitans zerindeki gerilimdir.
Bir elektrik devresinin zamana gre davrannn belirlenebilmesi iin devreye ilikindenklemler elde edilmeli ve zlmelidir. Devre denklemleri, en genel halde integral, tiirev
-
8/2/2019 ANKASTRE KRLERDE GERNM OLCUMLER
8/16
8
ve cebrik ilikiler ierir. Byle bir denklem takmnn zlmesi zor olduu iin elde edilen
denklemlerin integral iermedii durum deikenleri yntemi elektrik devrelerinin analizinde
tercih edilmektedir.
Sadece bamsz kaynaklar, direnler, kapasiteler ve endktanslar ieren bir devreyi ele
alalm. Byle bir devrede bamsz kaynaklar ve direnlere ait tanm bantlar cebrik
denklemler iken kapasite ve endiiktanslara ait tanm bantlar diferansiyel denklemlerdir.
Durum deikenleri ynteminde kapasite gerilimleri ve endiiktans akimlan ierisinden lineer
bamsz bir grup durum deikenleri olarak seilir. Dier byklklerin bu byklkler
cinsinden yazlmas sayesinde devre denklemleri integral iermez. Bu gerilim ve akimlar
biliniyor ise dier devre byklkleri sadece cebrik denklemler kullamlarak bulunabilir.
Dolaysyla durum deikenlerinin davrannn belirlenmesi, devrenin davrannn
belirlenmesi anlamina gelir. Durum deikenleri ynteminde devre elemanlanna ait tanim
bantlar ile evre ve kesitleme denklemleri kullamlarak (1) yapsnda bir diferansiyel
denklem takm elde edilir. Denklemde gzken x(t) durum deikenleri, e(t) ise devredeki
bamsz kaynaklardr.
4.DENEY CHAZLARI
Kapasitans Direnler Anahtarlar G Kayna Osiloskop izici Milimetrik Kat
-
8/2/2019 ANKASTRE KRLERDE GERNM OLCUMLER
9/16
9
5. DENEYN YAPILII
Deneylerde kullanlacak elektriksel sistem ekildeki gibidir.
Bu deneye sabit bir diren zerinde bir kondansatr doldurulacak ve daha sonra
boaltlacaktr.
1.R-C elektrikdevresini dikkatle inceleyiniz.direnlerin ve kondansatrn deerilerini
belirleyiniz.
2.S1 dmesini kapatnz ve kondasatrn zerindeki voltaj deiimini osiloskopla
gzleyiniz.S1 dmesini anz,S2 dmesini kapaynz ve kondansatrn boalmasn
gzleyiniz.
3.Sistemin zaman sabitini iziciden elde edilen grafii kullanarak hesaplaynz.
4.Bulduunuz sonucu teorik olarak hesaplaynz.deneysel zaman sabiti ile karlarnz
6.LM SONULARI ve HESAPLAMALAR
-
8/2/2019 ANKASTRE KRLERDE GERNM OLCUMLER
10/16
10
Veriler :
Direnler; R1= 67.8 k
R2= 102.4 k
Kapasitans: C= 100 F
G Kayna: V0= 9.7 V
= 53,5 sn
Kondansatrn doldurulmas:
1 = R
1x C
= (67.8 k)(100x10 6 f)
= 6.78 .farad (amper
volt
.)(
faradvolt
coloumb
.)(
coloumb
snamper.)
= 6.78 sn
Kondansatrn boaltlmas:
2 = R
2x C
= (102.4 k )(100 x 10 6 farad)
=10.24 .farad (amper
volt
.)(
faradvolt
coloumb
.)(
coloumb
snamper.)
= 10.24 sn
Potansiyeli hesaplamak istersek
-
8/2/2019 ANKASTRE KRLERDE GERNM OLCUMLER
11/16
11
() [ ()
]
() [ ]
Deneysel veriler
izicide kullanlan lekli kadn skalas 2,5 cm/sn olarak verilmitir. Ekler ksmnda izici
yardmyla elde edilen grafikte x= 2,5 cm, y = 2,8 cm deerlerinin nasl bulunduu
gsterilmitir
Kondansatr dolarken x = 2,5 cm = 2,5 2,5 = 6.25 sn
Kondansatr boalrken y = 2,8 cm =2,8 2.5 = 7 sn
Hata yzdesi:
Teorik Deney
6.78 s 6.25 sn 7 sn
iin; *100 = % 7.81
iin; *100 % 31.64
7.TARTIMA VE SONU
-
8/2/2019 ANKASTRE KRLERDE GERNM OLCUMLER
12/16
12
Bu deneyde, dinamik sistemlerin farkl girilere gsterdikleri tepkinin elektriksel bir RC
devresi gz nne alnarak incelenmitir. Kapasitansn dolup boalmas sonucunda izici alet
yardmyla voltaj zaman grafiinden zaman sabitini elde ettik.Elimizde olan teoriksel zaman
sabiti ile deneysel zaman sabitini karlatrdk ve hata pay elde ettik.
Teorik ve deneysel sonularn farkl kmasnn bir ok nedeni olabilir .Bunlardan bazlar
Tel kopukluklar Cihaz kalibrasyonlarndaki hatalar. Ortam artlar Cihazlarn eski olmasndan kaynaklanan eksiklikler Voltaj deerinin yanl okunmas Kondansatrn sasnn ve direnlerin eerinin zamanla deimi olabilecei Voltaj-zaman grafiinden uzunluun yanl llmesi
Eletirisel bakarsak bu deneyin bizlere ok ey kattn syleyemeyiz.Dier deneylere
oranla kendi mesleki alanmzn dnda kalmas deneyin verimliliini drmstr.
Deney srasnda ilgi ve alakasndan dolay Ar. Gr. Dr. Tun Apataya teekkr ederiz.
8.EKLLER
-
8/2/2019 ANKASTRE KRLERDE GERNM OLCUMLER
13/16
13
EKL 1: 1.DERECE BR SSTEMN CEVAP ERS
EKL 2: ZAMAN SABTNN EKL ZERNDE HESAPLAMA RNE
-
8/2/2019 ANKASTRE KRLERDE GERNM OLCUMLER
14/16
14
ekil 3: DJTAL AVOMETRE
-
8/2/2019 ANKASTRE KRLERDE GERNM OLCUMLER
15/16
15
ekil 4:Bir Osiloskobun n paneli
-
8/2/2019 ANKASTRE KRLERDE GERNM OLCUMLER
16/16
16
REFERANSLAR
Deney fy
www.obitet.gazi.edu.tr www.fizikportali.com Experimental methods for engineers 7.th ed. J.P. HOLMAN cygm.meb.gov.tr
http://www.obitet.gazi.edu.tr/http://www.obitet.gazi.edu.tr/http://www.obitet.gazi.edu.tr/