Deney 6

Page 1

THEVENIN ve NORTON YASALARI 6. Deney Raporu


Deneyin Amacı Bu deneyin amacı, çok sayıda üreteç ve tüketeç içeren elektrik devrelerinin, Thevenin ve Norton eşdeğerlerinin ölçülerek elde edilmesi ve hesaplanarak bulunan eşdeğerlerle karşılaştırılmasıdır.

Açıklayıcı Bilgiler Thevenin Teoremi Bağımlı ve bağımsız kaynaklar ile pasif devre elemanları içeren iki uçlu bir doğrusal devre, bu iki uç arasında bir eşdeğer bağımsız gerilim kaynağı ile seri bağlı bir eşdeğer pasif daldan oluşan bir eşdeğer devre ile tanımlanabilir. Bu eşdeğer devreye Thevenin eşdeğer devresi denir. Eşdeğer gerilim kaynağının (Thevenin gerilim kaynağı) değeri doğrusal devrenin iki ucu arasındaki açık devre gerilimine eşittir. Pasif daldaki devre elemanının değeri ise, devredeki bağımsız kaynaklar sönük iken doğrusal devrenin iki ucu arasından görülen eşdeğer pasif devre elemanıdır. Devrede pasif devre elemanları olarak sadece dirençler varsa, bu durumda eşdeğer pasif devre elemanı devredeki bağımsız kaynaklar sönük iken devrenin iki ucu arasından görülen eşdeğer dirençtir. Şekil 1 (a)’daki doğrusal devrenin a-b uçları arasındaki Thevenin eşdeğer devresi Şekil 1 (b)’de gösterilmiştir. Thevenin gerilim kaynağının değeri VTh=vab(açık devre)’dir. Thevenin gerilim kaynağının kutuplanma yönü, doğrusal devredeki açık devre vab geriliminin kutuplanma yönündedir. Thevenin eşdeğer direnci (RTh ya da Re_), bağımsız kaynaklar sönük iken a-b uçları arasından görülen eşdeğer dirençtir.

Şekil 1 (a) Doğrusal bir devre; (b) Thevenin eşdeğer devresi. Norton Teoremi Pasif devre elemanları ve dirençler içeren iki uçlu bir doğrusal devre, bu iki uç arasında bir eşdeğer bağımsız akım kaynağı ile paralel bağlı bir eşdeğer pasif daldan oluşan bir eşdeğer devre ile tanımlanabilir. Eşdeğer akım kaynağının (Norton gerilim kaynağı) değeri doğrusal devrenin iki ucu arasına yerleştirilen kısa devreden geçen akımına eşittir. Pasif daldaki devre elemanının değeri ise, devredeki bağımsız kaynaklar sönük iken doğrusal devrenin iki ucu arasından görülen eşdeğer pasif devre elemanıdır. Devrede pasif devre elemanları olarak sadece dirençler varsa, bu durumda eşdeğer pasif devre elemanı devredeki bağımsız kaynaklar sönük iken devrenin iki ucu arasından görülen eşdeğer dirençtir. Şekil 2 (a)’daki doğrusal devrenin a-b uçları arasındaki Norton eşdeğer devresi Şekil 2 (b)’de gösterilmiştir. Norton akım kaynağının değeri, Şekil 2 (c)’de gösterildiği gibi doğrusal devrenin a-b uçları arasına yerleştirilen kısa devreden geçen akıma eşittir (IN= Ikısa devre). Norton akım kaynağının yönü, Norton eşdeğer devresinde a-b uçları arasına yerleştirilecek bir kısa devreden geçecek akımın, doğrusal devrenin a-b uçları arasına bağlanan kısa devreden Deney NO: 6

Sayfa 1


geçen akım ile aynı yönde olmasını sağlayacak şekilde belirlenir. Norton eşdeğer direnci (RN ya da Re_) bağımsız kaynaklar sönük iken a-b uçları arasından görülen eşdeğer dirençtir.

Şekil 2 (a) Doğrusal bir devre; (b) Norton eşdeğer devresi; (c) a-b uçları kısa devre yapılmış doğrusal devre. Kaynak dönüştürme yöntemi uygulanarak Thevenin ve Norton eşdeğer devreleri arasında dönüşüm yapıldığında

bağıntıları geçerlidir. Burada RTh= RN=Reş’dir.

Deneyde Kullanılan Malzemeler •

Direnç 1 adet 10K; 1 adet 270Ω; 1 Adet 680Ω; 1 Adet 3.3K; 1 Adet 47Ω; 1 Adet 270Ω; 2 Adet 1K • Avometre, dc kaynak, bağlantı kabloları

Deney NO: 6

Sayfa 2


Deneyin Yapılışı

Şekil 6.6 Thevenin ve Norton eşdeğerlerinin ölçümü üçün deney bağlantı biçimi ve eleman değerleri Vk= (Deney sırasında verilecek) R1= 10KΩ

R3= 680Ω

R5= 3.3K Ω

R7= 1K Ω

R2= 270Ω

R4= 1K Ω

R6= 47 Ω

R8= 4.7 Ω

1)Thevenin Eşdeğeri F-G arasındaki R8 direnci çıkartıldı.

Devre-1 Deney NO: 6

Sayfa 3


İlk adımda Devre-1 kuruldu. F-G uçları arasındaki VTH gerilimi ve RTH eşdeğer direnci Avometreyle ölçüldü. Sonuçlar Çizelge 6.1 e girildi. Ölçülen Değerler:

VTH= 6,85V

RTH=2,64KΩ

Çizelge 6.1 Teorik olarak hesaplama yapmak için Çevre akımı metodunu kullanıldı. VTH bulundu. 1

0,27 I1 - 0,27 I2 + 0,68 I1 + 3,3 I1 = -10

2

10 I2 + 0,27 I2 - 0,27 I1 + I2= 10 I1= -2,30 mA I2= 0,83mA

VTH= -I2 1K + I1 3.3K VTH= 6,76V RTH'ı elde ederken Y→ ∆ dönüşümünü kullanarak devre daha basit hale getirildi. Paralel ve seri dirençler toplanarak devre çözüldü. (Voltaj kaynağı kısa devre yapıldı.)

Y→ ∆ dönüşümünden Ra = 14,24KΩ Rb= 0,97KΩ Rc=35,86KΩ

Deney NO: 6

Sayfa 4


RTH= 2,65KΩ olarak hesaplandı.

son olarak

Thevenin eşdeğeri 2. adım olarak ölçtüğümüz değerlerle thevenin eşdeğerini ve R8 (4,7KΩ) direnci kullanılarak, R8 direnci üzrindeki gerilim ve üzerinden geçen akım hesaplandı.

V(R8)= 4,38V

I(R8)= 0,93mA

değerler Çizelge 6.2 ye girildi. Hesaplanan Değerler =

V(R8)= 4,38V

I(R8)= 0,93mA

Çizelge 6.2 3. Adım D - E uçları arasına DC kaynağını kullanarak değerleri ölçüldü. Ölçülen değerler çizelge 6.3'e girildi. Hesaplanan Değerler=

Deney NO: 6

V(R8)= 4,379V

I(R8)= 0,94mA

Sayfa 5


2) Norton Eşdeğeri: A - B uçları arasındaki R1=10KΩ direnci çıkarıldı.

Teorik olarak Norton eşdeğer direncinin hesaplanması için Y→ ∆ dönüşümü yapıldı.

Ra=1,350K

Deney NO: 6

Rb= 4,361K

Rc= 16,52K

Sayfa 6


son olarak

RN=1,05K olarak hesaplanır.

Çevre akımları metodu kullanılarak IN hesaplandı.

1

0,27 I1 - 0,27 I2 + I1 - I3 = 10

2

0,27 I2 - 0,27 I1 + 0,68 I2 + 3,3 I2 - 3,3 I3 = -1

3

I3 - I1 - 3,3 I3 - 3,3 I2 + 5,75 I3= 0

I1= 7,67 mA

I2= -1,71 mA

I3= 0,20 mA

IN = I1 = 7,67mA IN, I1 çevre akımıyla aynı değerdedir. 4.adım Vk kaynağı devre dışı bırakılarak A-B uçları arasındaki direnç Avometre ile ölçüldü. Ölçülen değerler Çizelge 6.4'e girildi. Ölçülen Değerler=

IN= 7,57 mA

RN=1,049K

Çizelge 6.4

Deney NO: 6

Sayfa 7


Norton Eşdeğeri

olarak gösterdik.

5. Adım Norton eşdeğeri ve R1 direnci kullanılarak V(R1) ve I(R1) hesaplandı.

I(R1)= 0,718 mA

V(R1)= 7,18 V

Bulunan sonuçlar çizelge 6.5'e girildi. Hesaplanan Değerler=

V(R1)= 7,18V

I(R1)= 0,718 mA

Çizelge 6.5 6. Adım 5. adımda hesaplamış olduğumuz V(R1) ve I(R1) değerlerini D-E arasına 10V'luk DC kaynak bağlayarak Avometre ile hesaplandı. Bulduğumuz değerler çizelge 6.6'ya girildi. Ölçülen Değerler=

V(R1)=7,41 V

I(R1)= 0,732 mA

Sonuç ve Yorum R0 direnci, üzerinden geçmesini istediğimiz akımı ayarlamamızı sağlar. Bu şekilde istediğimiz değerde akım geçirebiliriz. Bunu R0 direncinin değerini değiştirerek I akımını istediğimiz değere getirerek yapabiliriz. Thevenin ve Norton Eşdeğeri bize daha pratik işlem yapmamızı sağlar. Karmaşık devre elemanı bulunan devrelerde tek bir devre elemanını değiştirdiğimizde tüm devreyi yeniden çözmek yerine o devre elemanını çıkarıp kalan elemanlardan dirençleri kullanarak eşdeğer direnci buluruz böylece o kısmın eşdeğerini elde etmiş oluruz. Bu kısma kara kutu da denir. Böylece kara kutu bizi ilgilendirmemiş olur. Deney NO: 6

Sayfa 8


Deney NO: 6

Sayfa 9


Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.