GENEL BİLGİ - Cumhuriyet Üniversitesi

DENEY-2
KIRCHHOFF AKIM VE GERİLİM YASALARININ SINANMASI
Deneyin Amacı:
Deneyde amaç, devre analizinin temel kuralları olan Kirchhoff akım ve gerilim yasalarını
deneysel olarak sınamaktır.
Ön Bilgi:
Kirchhoff Gerilim Yasası:
Kapalı bir elektrik devresinde bulunan gerilim kaynakları
üzerinde gerçekleşen gerilimler ile bu devredeki dirençler üzerinde düşen gerilimlerin cebirsel
toplamları sıfırdır.
Şekil 2.1 - Kirchhoff gerilim kanunu
Şekil 2.1’de Kirchhoff gerilim yasasına örnek bir devre verilmiş matematiksel olarak
aşağıdaki denklemlerle ifade edilmiştir.
-E + V1 + V2 + V3 = 0
veya
V1 + V2 + V3 = E
=>
7 + 8 + 5 = 20
Kirchhoff gerilim yasası her kapalı çevrim devre için doğrudur. Aşağıdaki örnekte 2 kapalı
çevrim bulunmaktadır. Her iki çevrim için de denklemler yazılırsa,
Şekil 2.2 Kirchhoff gerilim yasası örnek devre
1
Sol iç çevriminden:
-20 + 7 + 13 = 0 veya 7 + 13 = 20,
Sağ iç çevriminden: -13 + 8 + 5 = 0 veya 8 + 5 = 13,
Dış çevrimden:
-20 + 7 + 8 + 5 = 0 veya 7 + 8 + 5 = 20 elde edilir.
Kirchhoff Akım Yasası: Kirchhoff akım yasasına göre bir düğüm noktasına gelen ve bu
düğüm noktasından giden akımların cebirsel toplamı sıfırdır.
Şekil 2.3’teki devre için Kirchhoff akım
denklemi aşağıdaki gibidir.
-Is + I1 + I2 + I3 = 0
I1 + I2 + I3 = Is.
veya,
Şekil 2.3 Kirchhoff akım yasası için örnek devre
Şekil 2.4’teki devrede akım kaynağı üzerindeki gerilimi (V) ve her bir direnç üzerindeki
akımları (I1,I2,I3) Kirchhoff akım yasasını ve Ohm yasasını kullanarak bulalım.
Şekil 2.4 Devre çözümü örneği
Şekil 2.4’te Kirchhoff akım yasası uygulanarak aşağıdaki denklemler elde edilir.
−6 + 𝐼1 + 𝐼2 + 𝐼3 = 0
(1)
veya, 𝐼1 + 𝐼2 + 𝐼3 = 6.
Ohm kanunundan ise Denklem 2 elde edilir:
𝑉
𝑉
𝑉
1
2
3
𝐼1 = 𝑅 , 𝐼2 = 𝑅 , 𝐼3 = 𝑅
(2)
(1) ve (2) denklemlerinden aşağıdaki denklemler elde edilir ve gerilim (V) bulunur.
2
I1 + I2 + I3 = 6,
V  V  V 
         6,
 R1   R2   R3 
1
1
1
V *  
   6,
 R1 R2 R3 
1 1 1
V * (   )  6  V  6V .
2 3 6
Bu noktada gerilim bilindiğine göre her bir direnç üzerindeki akımlar aşağıdaki gibi bulunur.
V 6V

 3 A,
2
2
V 6V
I2  
 2 A,
3
3
V 6V
I3  
 1A.
6
6
I1 
Tüm akım ve gerilim değerleri belirlendiği için bu noktada devre matematiksel olarak
çözülmüştür.
Kirchhoff Akım ve Gerilim Yasalarının (KAY-KGY) Sınanması:
Deneyin Yapılışı:
1 Şekil 2.5’teki devreyi kurunuz.
2 5V değerindeki doğru gerilimi devreye bağlayınız.
3 Kirchhoff gerilim yasasının doğruluğunu sınamak için avometre ile V1-V2 ve V2- V3
gerilimlerini ölçünüz ve KGY’nın Ç1 çevresi için geçerli olduğunu gösteriniz.
4 Kirchhoff akım yasasının doğruluğunu sınamak için avometre ile I1, I2 ve I3 akımlarını
ölçünüz.
5 KAY’nın V2 düğümü için geçerli olduğunu gösteriniz.
6 Devreyi matematiksel olarak çözerek Kirchhoff akım ve gerilim yasalarını hesap ile de
sınayınız.
7 Şekil 2.6’daki devreyi kurunuz.
8 Düğüm 2 için Kirchhoff akım yasasının doğruluğunu sınayınız.
9 Ç1 ve Ç2 için Kirchhoff gerilim yasasının doğruluğunu sınayınız.
3
Şekil 2.5. Birinci deney devresi
Şekil 2.6 İkinci deney devresi
Malzeme ve Cihaz Listesi
2 adet 47Ω direnç
1 adet 100Ω direnç
2 adet 220Ω direnç
1 adet 470Ω direnç
Breadboard
Güç kaynağı
Multimetre
KAYNAKÇA
[1] Sena Esen Bayer ve Metin AYDIN, “Ölçme ve Devre Laboratuvarı Deney Kitapçığı”,
Kocaeli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mekatronik Mühendisliği Bölümü.
[2] İstanbul Teknik Üniversitesi, Elektrik-Elektronik Fakültesi, Elektronik ve Haberleşme
Mühendisliği Bölümü Elektrik Devre Temelleri Laboratuvarı Deney Kitapçığı, 2010,
(http://web.itu.edu.tr/rahmielibol/edtlab/edt_deney_kitap.pdf; 24.2.2014)
4

Download Report