Konu Anlatımı
Bu derste ne öğreneceğiz
Bu bölümde simülasyon ortamındaki sanal ölçüm aletlerini tanıyacak, doğru aracı doğru noktaya bağlayarak gerilim, akım ve dalga biçimi ölçümü yapacaksınız. Amaç, devrenin çalışıp çalışmadığını yalnızca gözle değil, ölçüm değerleriyle kanıtlayabilmek ve ölçüm sonuçlarını yorumlayabilmektir.
Ön bilgi
Gerilim, akım ve direnç arasındaki temel bağıntı ile birimlerin ne olduğunu bilmek yeterlidir. Ayrıca eş zamanlı olarak değişen sinyallerin bir zamana bağlı olarak çizilebileceğini kavramak, osiloskop bölümünü anlamayı kolaylaştırır.
- Multimetre; gerilim, akım ve direnci sayısal olarak gösterir.
- Osiloskop; gerilimin zamana göre değişimini eğri olarak çizer.
- Fonksiyon üreteci; istenen biçimde ve frekansta test sinyali üretir.
Kavramlar ve Temel Tanımlar
Multimetre; gerilim, akım ve direnç ölçen, sonucu sayı olarak gösteren alettir. Ölçüm aralığı; aletin seçili ölçeğidir; kapsamı aşan değer yanlış okunur. Osiloskop; gerilim değişimini zamana karşı ekrana çizen alettir. Zaman tabanı; ekranın yatay eksenindeki bir birimin kaç zamana karşılık geldiğini belirler. Voltaj bölmesi; düşey eksende bir birimin kaç volta karşılık geldiğini gösterir. Fonksiyon üreteci; sinüs, kare ve üçgen dalga üretebilen kaynaktır.
Basit örnek
Bir direncin iki ucundaki gerilimi ölçmek için multimetre seçilir, uçları direncin bağlantı noktalarına bağlanır ve gerilim kademesi voltaj konumuna getirilir. Ekranda sayı olarak sonuç görünür. Aynı devredeki akımı ölçmek için ise devre kesilerek alet sıraya bağlanmalıdır.
Adım adım çözüm
Simülasyonda ölçüm adımları şunlardır. Birincisi, ölçülecek büyüklük belirlenir: gerilim mi, akım mı, direnç mi. İkincisi, büyüklüğe uygun alet seçilir ve ölçüm aralığı ayarlanır. Üçüncüsü, alet probları doğru noktalara bağlanır; gerilim ölçümü paralel, akım ölçümü sıralı yapılır. Dördüncüsü, simülasyon çalıştırılır ve değer okunur. Beşincisi, beklenen değerle karşılaştırılarak sonuç yorumlanır.
İleri örnek
Fonksiyon üreteci ile 1000 hertzlik sinüs sinyali üretilen bir filtre devresini düşünelim. Giriş sinyali osiloskobun bir kanalına, çıkış sinyali ikinci kanalına verilir. Zaman tabanı, bir periyodun ekrana sığacak biçimde ayarlanır. İki eğrinin yükseklikleri karşılaştırılarak filtre sinyali ne kadar zayıflattığı, iki eğri arasındaki gecikmenin ne kadar olduğu ölçülür.
Kavram karşıilaştirma tablosu
| Alet | Ölçtüğü büyüklük | Ekranda nasıl görünür |
|---|
| Multimetre | Gerilim, akım, direnç | Sayı olarak değer |
| Osiloskop | Gerilimin zamana göre değişimi | Eğri biçiminde dalga |
| Fonksiyon üreteci | Üretilen sinyal biçimi ve frekansı | Ayarlanan parametre değeri |
| Mantar prob | Noktadaki gerilim | Gerilim değeri |
| Akım kelepçesi | Devreden geçen akım | Akım değeri |
| Frekans sayacı | Sinyalin frekansı | Hertz cinsinden sayı |
| Güç kaynağı | Sabit gerilim | Volt cinsinden değer |
Sık yapılan hatalar
Gerilim ölçümünü sıralı yapmak; gerilim paralel ölçülür; alet sıraya bağlanırsa devre kesilir ve ölçüm yapılamaz. Akım ölçümünde devreyi devreye bırakmak; akım aleti sıraya eklenmek zorundadır; alet paralel bağlanırsa kısa devre oluur. Ölçüm aralığını geniş bırakmak; aralık çok genişse küçük değerler yuvarlanarak okunur ve hassasiyet düşer. Zaman tabanını ayarlamadan osiloskoba bakmak; dalga ekrana sığmaz ya da çok küçük kalır, periyot okunamaz. Referans noktasını belirlemeden ölçmek; toprak bağlantısı olmadan iki prob arasındaki fark anlamsız olabilir.
Özet
Simülasyonda ölçüm; doğru büyüklüğün doğru aletle ve doğru bağlantı biçimiyle ölçülmesine dayanır. Gerilim paralel, akım sıralı ölçülür. Multimetre sayısal sonuç verir; osiloskop dalga biçimini, fonksiyon üreteci ise test sinyalini üretir. Ölçüm aralığı, zaman tabanı ve referans noktası ayarlanmadan okunan değer yorumlanamaz.
Kendini dene
Devrenin bir noktasına multimetre bağlayıp gerilimi ölç, ardından aynı noktaya osiloskobu bağlayıp dalga biçimini çiz. Son olarak fonksiyon üretecinden 500 hertzlik kare dalga üret ve ekrandaki periyotu zaman tabanından hesaplayarak kontrol et.
Temrin ve Uygulama Notları
1.2 Direnç Ölçme Deneyleri
Seri ve paralel dirençlerin eşdeğeri ohmmetre ile ölçülüp hesapla karşılaştırılır. Ohmmetre ile ölçüm yapılacaksa devrenin enerjisi kesilmiş olmalıdır; enerjili devrede hatalı sonuç çıkar. S1-S4 anahtar konumlarıyla oluşan kombinasyonlarla farklı eşdeğer dirençler elde edilir.
1.4 Ohm Kanunu Deneyleri
Potansiyometrenin yüzdesi direnç değerine çevrilir: yüzde 20 konumu 200 ohm, yüzde 100 konumu 1000 ohm eder. Akım, gerilim ve direnç ölçümleri Ohm kanunuyla karşılaştırılır.
1.29 Pasif Filtre Devreleri
Dört temel RC filtre tipi sinüs üreteciyle taranıp karakteristikleri çıkarılır. Frekans karakteristiği grafiğinden filtre tipi belirlenir.
Sınavda: eşdeğer direnç hesabı, ohmmetre kullanım koşulu ve filtre tipinin frekans grafiğinden tespiti sorulabilir.
Karşılaştırma Tablosu
| Kavram | Açıklama |
|---|
| Gerilim daima paralel, akım daima sıralı | Gerilim daima paralel, akım daima sıralı ölçülür; bağlantı biçimi yanlışsa sonuç alınmaz. |
| Osiloskopta zaman tabanı ayarlanmadan da | Osiloskopta zaman tabanı ayarlanmadan dalga biçimi okunamaz. |
| Fonksiyon üretecinin genlik ve frekans d | Fonksiyon üretecinin genlik ve frekans değerleri ayrı ayrı ayarlanır. |
| Ölçüm aralığı kapsamı belirtir ve okunab | Ölçüm aralığı kapsamı belirtir ve okunabilir çözünürlüğü de belirler. |
| Referans noktası olmadan iki nokta arası | Referans noktası olmadan iki nokta arasındaki fark yanıltıcı olabilir. |