ELEKTRONİK-I LABORATUVARI TRAKYA ÜNİVERSİTESİ F.E.F. FİZİK BÖLÜMÜ

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)

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

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.

1

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.

2

FİZİK BÖLÜMÜ LABORATUVAR KURALLARI 1) Deney başlangıç saatinden 10 dakikadan daha geç gelenler 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

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.

4) Deney sonunda her grup deneyin kodu, tarihi, deneye katılanlar ve deney sonuçlarını

kapsayan 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.

6) Raporlar 100 not üzerinden değerlendirilecek ve değerlendirmede raporun düzen ve

görünümü, doğruluğu, grafik çizimi ve yapılması gereken açıklamalar dikkate alınacaktır.

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

sadece 1 deney telafi hakkı verilecektir. Öğrenciler telafi deneyi için de bir rapor

hazırlayacaktır.

8) Deney çalışmalarının %80 ‘inden daha azına giren 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 yaptırılacaktır.

Öğrenciler sınavlarda, devam etmedikleri deneylerden de sorumlu tutulacaklardır.

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

cetvel ve hesap makinası bulundurunuz.

3

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:

20 30 40 50Frekans (kHz)

2

3

4

5

çıkış v

olta

jı (V

olt)

rezonans eğrisi

yarı güç noktaları

42.5 28.5

3.6

0 20 40 60 8Kuruma 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

4

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.

5

EL I -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

2

- 4

+

100 Ω R2

1 kΩ R4

330 Ω R1

1

10 V

3470 Ω R3

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.

iC

iB

100 Ω

330 Ω +

iA X

10 V 1 kΩ

-

470 Ω

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

7

EL I - 2

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

Vg

RC

i

Şekil-1 deki devreye Vg(t) giriş gerilimi uygu-landığında, sistemi

(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.

8

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 =

elde edilir. Buna göre [ ]ττ t/

0Ct/

0R e1VV,eVV −− −==

9

olarak bulunur. Bu gerilimlerin davranışları Şekil-3 de verilmiştir. Devreye, kondansatör Vo gerilimi ile dolu iken ( Vc(0+)=Vo ) Vg=0 olan bir gerilim uygulanırsa ( giriş kısa devre edilirse )

tt =0

Vo

VR

VC

Şekil-3 0t/

0t/

0 V)e(1RieRi0 +−+= −− ττ

ve

tt =0

Vo

VR

VC

/RVi 00 −=

elde edilir. Buna göre ττ t/

0Ct/

0R eVV,eVV −− =−=

bulunur. Bu gerilimlerin davranışları Şekil-4 de verilmiştir. B) Sinüs Tepkisi Şekil-4 )tCos(V(t)V 0g φω += giriş geriliminin, t)Cos(ii(t) 0 ω= 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.

DENEY : 1) RC Devresinin Basamak Fonksiyonuna Cevabı

10

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.

d1/2T dd

1/2 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-2

T½Kare

CR

CH2 CH1

Şekil-1

C R

CH1 CH2

Sinüs

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

Vco

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

11

Şekil-4

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

aşağıdaki tabloyu doldurunuz.

Δt f.t2 Δ= πφ d

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

Δ t

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.

EL I - 3

RLC DEVRELERİ KURAM :

A.) RL DEVRESİ

i

L

RVg

Şekil 1 deki devrenin çevre denklemi,

iRdtdiLVg +=

olarak elde edilir.

0iRdtdiL =+ Şekil-1

homojen denklemin çözümü L/R=τ olmak üzere, τt/

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 0i(0),VV 0g == koşulları ile ikinci taraflı denklemin özel çözümünü

aradığımızda /RViveVV 000ö −== bulunur. Buna göre eleman gerilimleri, 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.

t

VRVL t

VR

VLt=0

Şekil-2 Şekil-3

12

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

ve için )(0

φω += tjg eVV tjeii ω

0=

RL

LR

VZ

Vi ωφ

ω=

+== )tan(,

22200

0

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

B). RLC DEVRESİ

i

L

RVg

C

Şekil-4 teki seri RLC devresinin çevre denklemi,

)0(1

0

++++= ∫ C

t

g VdtiC

iRdtdiLV

şeklinde verilebilir. Şekil-4 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,

i

t Şekil-5

a) 21 αα ≠ reel kökler varsa çözüm

[ ]tt Be Δ++t Aeei Δ−−= τ/

biçimindedir. Bu duruma aşırı sönüm durumu denir. Davranış biçimi Şekil-5 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 .

13

reel katlı kök durumunda Δ = 0 dır. Çözüm

b) 21 αα =

[ ]tBAei t += − τ/

şeklindedir.Bu duruma kritik çözüm durumu denir ve akım maksimum ve minimum değerleri arasında en kısa sürede değişir. Davranış biçimi Şekil-6 da

i

t Şekil-6

görülmektedir. Kritik sönüm oluşma koşulu

CLRveya K /21,0 202 ===Δ ω

τ

14

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-7 de görülmektedir.

e -t / τ

Şekil-7

1) Basamak Tepkisi Şekil-4 teki 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. 2-B) Sinüs Tepkisi Şekil-4 teki devreye bir sinüssel gerilim uygulandığında kompleks gösterim olarak

ωωωφω

ωω jjjtj e

CjieRieLjieV )1()( 000

)(0 ++=+

eşitliği elde edilir. Buradan

RCL

CLR

V

CLjR

VZ

Vi

)/(1)tan(

,)1()1( 22

0000

ωωφ

ωω

ωω

−=

−+=

−+==

eşitlikleri elde edilir. Burada 2/,0içinve2/,0için0 00 πφωπφω +→→∞→−→→→ ii 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. i ın 0 ω 'ya bağlı davranış biçimi ( frekans tepkisi ) Şekil-8 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 τωωτωω /1ve/1 0101 +=−=

dir. yaklaşıklığında

dir.

220 /1 τω ⟩⟩ 2

021 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. Şekil-8 DENEY: 1) RL Devresinin Basamak Fonksiyonuna Cevabı Şekil-1 deki RL devresini kurarak, dalga üretecinin frekansını ayarlayarak osiloskop ekranında uygun şekli elde ediniz. a) T yarılanma süresini ölçerek T1/2

d1/2=ln2.

τ ifadesinden τd yi bulunuz. b) τk=L/R den , L nin değerini hesaplayınız. Şekil-1

15

2) RLC Devresinin Basamak Fonksiyonuna Cevabı

Şekil-2a Şekil-2b Şekil-2a 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.

CH2 CH1

Kare

4.7 nF

5 kΩ 22 Ω 4.7 mH C

P L R

Kare

4.7 mH R 270 Ω

CH2 CH1

L

i0

ω201 ωωω

i0)max / √2

i0)max

c) Potansiyometreyi çıkararak devre üzerinde sadece R direncinin kalmasını sağlayınız. Osiloskop ekranındaki sönümlü salınımların birisini (Şekil-2b), gerekli ayarlamaları yaparak Şekil-3 ‘deki gibi büyütünüz. Şekli uygun eksenlere yerleştirerek yarılanma süresini ölçünüz. Buradan yi hesaplayınız.

yi hesaplayarak sonuçları karşılaştırınız.

T1/2d

/ln2T1/2d =τ

2L/Rk =τ

e -t / τ

Şekil-3

d) Sönümlü salınımların periyodunu ( T ) ölçünüz. d LC2T k π= ifadesinden kuramsal değeri hesaplayınız.

16

3) RLC Devresinde Rezonans Şekil-4 deki devreyi kurunuz ve dalga üretecinin frekans ayarını kullanarak (uygun frekans aralığında), osiloskop ekranındaki sinüsoidal işaretin genliğinin, girişteki frekansla birlikte değiştiğini gözleyiniz. Şekil-4 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)

Vç

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

CH1 CH2

L C Sinüs

R

EL I - 4

DOĞRULTUCU DİOD VE UYGULAMALARI KURAM : Ve r d

(a)

I d

Vd(b) Ve

Şekil-1 Bir pn ekleminden oluşan, bir yarıiletken diodun eşdeğer modeli ve yaklaşık

belirtkin 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.

DENEY: 1) İleri yönde kutuplamada Diod belirtkin eğrisi :

17

Şekil-2 deki devreyi kurarak aşağıda verilen Vd değerlerine karşı gelen akımları bulunuz. Vd (mV) 100 200 300 500

I dVd0-2V

22Ω

Şekil-2

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

18

Þekil-5

Vm2Vr

Þekil-6Şekil-4

3) Kırpıcı devresi

Şekil-5 deki devreyi kurunuz ve gözlediğiniz giriş ve çıkış gerilimlerini ölçünüz ve çiziniz.

R

Þ Devrenin çalışma şeklini özetleyiniz.

ekil-7Şekil-5

Şekil-3

EL I - 5

ZENER DİOD KURAM : Zener diod ileri yönde kutuplandığında, doğrultucu diod gibi davranır. Ters yönde kutuplandığında ise 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.

Þekil-1

VzRd+

Şekil-1

DENEY : 1) Zener diod belirtkin eğrisi

IdVd

0-2V

Þekil-2

+22Ω

a) İleri yönde kutuplama Şekil-2 deki devreyi kurarak aşağıdaki gerilimlere karşı gelen akımları ölçünüz.

Şekil-2 Vd (mV) : 100 - 200 - 300 - 500 - 550 - 600 - 650 - 700 - 750 Id : .... .... .... .... .... .... .... .... ....

19

b) Ters yönde kutuplama Şekil-3 deki devreyi kurarak aşağıdaki gerilimlere karşı gelen akımları ölçünüz.

IdVd

0-12V

Þekil-3

+ 470Ω

Vd (V) : 1.0 - 2.0 - 3.0 - 4.0 - 4.2 - 4.4 - 4.6 Id : .... - .... - .... - .... - .... - .... - .... c) Yukarıda elde edilen verilerle zener diodun belirtkin eğrisini çiziniz ve zener gerilimini (Vz) bulunuz.

Şekil-3

Vd

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.

20

10 μF

Þekil-4

CH1

470Ω

1K

CH2

Vm

Þekil-5

2VrVDC Vz

Şekil-4

Şekil-5

EL I - 6

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 I V ve IBEQ

BQ

CEQ

CQ, ,

v 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 :

21

1) Giriş Belirtgenleri Şekil-1 deki devre üzerinde aşağıdaki tabloda verilen değerleri ölçünüz.

+

0-2V

10 k

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

Þekil-1

IB

VBE VCE 0-12 V

+

0-2V

10 k

Þekil-2

IB

VCE

IC

0-12 V

Şekil-1

Şekil-2

IB 10 k

IB 10 k

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) : .... - .... - .... - .... - .... - .... - ...

22

3) β ölçümü VCE=4 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

Şekil-3

IB 10 k 1 k

IC

EL I - 7

TRANSİSTÖRLÜ KUVVETLENDİRİCİ KURAM : Şekil-1 deki devre için doğru gerilim koşulları :

[ ]

(mA)I/25(mV)=h,/IIVVRIVcc)R/(RR

CIEBC

EBEBBB2B1B2

ββ=++=+

Alternatif gerilim koşulları : a) CE=0 için,

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

)Rh(1hR/)Rh(1hRR

LCLCEfeiefeV

EfeieBEfeieBg

+++=

+++++=

b) CE>0 için,

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

LCLCiefeV

ieBieBg

+=

+=

]

+VCCRC

CCRL

C ERE

R B2

R B1

Þ

olarak verilir. DENEY : 1) Şekil-2 deki devrede Vcc=12 V için VCE, VBE ve VE değerlerini ölçünüz ve buradan VE/RE=Ic yi bulunuz. RB yi hesaplayarak IB yi bulunuz. 2) Bulduğunuz değerler yardımıyla, β ve hIE yi hesaplayınız. 3) Şekil-3 deki devrede f=1 kHz , vb )tt =20 mV olacak şekilde ayarlayınız. 3

1ttg 10/27022v)i = olarak

hesaplayın. Rg= vb)tt / ig)tt yi hesaplayınız. 4) Hesapladığınız Rg yi kullanarak hie yi bulunuz.

ekil-1

+VCCRC

CRE

R B2

R B1

Þekil-2

E

+VCC

RC

CRE

R B2

R B1

Þekil-3

CH2

E

100μ F

CH1

V1

270K

Şekil-2

Şekil-1

Şekil-3

23

5) CE=0 için aynı yöntemle Rg nin deneysel değerini bulunuz. 6) Şekil-4 deki devrede f=1 kHz için vg )tt = 20 mV olacak şekilde ayarlayınız. a) CE=100 μF için Vgttc K)tt/v)v −= yi bulunuz ve buradan hfe yi

hesaplayınız. b) CE=0 için aynı yöntemle Kv yi bulunuz. c) CE=0 için, deneysel yolla bulunan hfe ve hie yi kullanarak Kv ve Rg nin deneysel ve kuramsal değerlerini karşılaştırınız.

+VCCRC

CRE

R B2

R B1

Þ

CH1

CH2

E

7) Şekil-4 deki devrede, CE=100 μF için aşağıdaki frekanslara bağlı olarak ölçümleri yapınız ve Kv nin grafiğini 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

Kv

ekil-4Şekil-4

24

2 3 4 5 6 7 89 2 3 4 5 6 7 89 2 3 4 5 6 7 89 2 3 4 5 6 7 8 9 2 3 4 5 6 7 8 9 2 3 4 5 6 7 8 9 2

frekans (Hz)10 1 10

210

310

410

5 106

2 3 4 5 6 7 89 2 3 4 5 6 7 89 2 3 4 5 6 7 89 2 3 4 5 6 7 8 9 2 3 4 5 6 7 8 9 2 3 4 5 6 7 8 9 2

frekans (Hz)10 1 10

210

310

410

5 106