ELEKTRİK DEVRESİNDE GERİLİM ÖLÇME

1.10.1. Gerilim Tanımı

Bir elektrik devresinde akım geçişini sağlayan ve alıcı uçları arasında bulunan potansiyel farka gerilim denir. Gerilim, U harfi ile gösterilir ve birimi volttur. Kapalı bir elektrik devre-sinde, alıcı uçlarında ölçülen potansiyel fark gerilimdir. Gerilim; pil, akü, dinamo ve alter-natör gibi elektrik enerji kaynakları ile elde edilir. DC ve AC gerilim olarak çeşitleri vardır (Görsel 1.39).

1.10.2. Gerilim Birimleri ve Dönüşümleri

Örnek: Aşağıda verilen dönüşümleri yapınız.

• 36,5 kV = 36500 V • 1,5 V = 1500 mV • 1000 V = 1 kV

• 600 V = ……… kV 600 V = 600. 10-3 kV = 0,6 kV • 0,4 mV = ……… V 0,4 mV = 0,4. 10-3 V = 0,0004 V

Görsel 1.39: Elektrik devresinde gerilim ölçme işlemi

Tablo 1.16: Gerilim Birimleri ve Çarpanları

Gerilim Dereceleri Sembolü Kat Çarpanı Kat Sayı

Kilo Volt kV 103 1.000

Volt V 1 1

Mili Volt mV 10-3 0,001

BİLGİ YAPRAĞI

1.10.3. AC Gerilim Bileşenleri

AC gerilim bileşenleri şunlardır (Görsel 1.40):

a) Maksimum Değer: AC gerilimin alternans boyunca alabileceği en yüksek değere maksi-mum değer denir. Um ile gösterilir. Tepeden tepeye değerin (Ut-t) yarısıdır.

Um = √2 x Ueff = 1,41 x Ueff

b) Etkin (Efektif) Değer: Ölçü aletlerinde ölçülen ve AC gerilimin bir alıcı üzerinde eşit iş yapan DC karşılığına sahip değere etkin (efektif) değer denir. Ueff veya U ile gösterilir.

Ueff = U = — = 0,707 x Um

c) Ortalama Değer: AC gerilimin alternans boyunca aldığı değerlerin aritmetik ortalamasına ortalama değer denir. Saf sinüs AC gerilimde ortalama değer sıfırdır. Uort ile gösterilir.

Uort = 0,636 x Um

d) Ani Değer: AC gerilimin herhangi bir anda aldığı değere ani değer denir. u ile gösterilir. u= Um x sin(ω x t)

Şebeke gerilimin etkin değeri 220 V’tur. Bu gerilimin maksimum değeri; 220 x 1,41 = 311 V, pozitif alternans için ortalama değeri 197 V ve tepeden tepeye değeri ise 622 V’tur

(Görsel 1.41).

1.10.4. Voltmetre ile Gerilim Ölçme

Bir elektrik devresinde, herhangi iki nokta arasındaki potansiyel farkı ölçmeye yarayan ölçü alet-lerine voltmetre denir. Voltmetreler V ile gösterilirler. Devrede kaynak veya alıcıya paralel ola-rak bağlanırlar. Voltmetrelerin iç dirençleri yüksektir. Analog (Görsel 1.41), dijital, taşınabilir ve pano tipi (Görsel 1.42) çeşitleri vardır.

Görsel 1.40: AC gerilim bileşenleri

BİLGİ YAPRAĞI

—

Um

Görsel 1.42: AC ve DC voltmetreler

BİLGİ YAPRAĞI

Görsel 1.43: DC voltmetre ile gerilim ölçme devresi

DC Voltmetre ile Gerilim Ölçümü

Amaç: DC voltmetre ile devrenin çeşitli gerilimlerini ölçmek.

Malzemenin Adı Malzemenin Özelliği Miktarı

DC voltmetre 12 V, DC özellikli 3 adet Yükler Farklı güçlerde yükler (direnç, lamba vb.) 3 adet

Anahtar On/off 3 adet

DC güç kaynağı 12 V, 5 A DC kaynak 1 adet Bağlantı kabloları 1,5 mm2 çok telli 2-3 m El aletleri Yan keski, kontrol kalemi, izole bant

Malzeme Listesi

İşlem Basamakları

1. DC güç kaynağı ve yükler ile Görsel 1.43’teki DC gerilim ölçme devresini kurup kablo bağlantılarını yapınız.

2. Tüm anahtarları açık konuma getiriniz. U1, U2 ve U3 voltmetrelerinde okuduğunuz gerilim değerlerini Tablo 1.17’ye yazınız.

3. 1 No.lu anahtarı kapalı konuma getiriniz. U1, U2 ve U3 voltmetrelerinde okuduğunuz gerilim değerlerini Tablo 1.17’ye yazınız.

Sonuç ve Değerlendirme

Tablo 1.17: DC Gerilim Ölçümleri

Sorular

1. Gerilim nedir?

2. Gerilimin birimi nedir? 3. Gerilim kaynakları nelerdir? 4. Gerilim çeşitleri nelerdir? 5. 3,2 kV = ……….. Volt 6. 400 mV = ………….... Volt

Anahtar Konumları U1 Voltmetre (V) U2 Voltmetre (V) U3 Voltmetre (V) Tüm anahtarlar açık

1 No.lu anahtar kapalı (Yük-1)

2 No.lu anahtar kapalı (Yük-2 ve Yük -3) Tüm anahtarlar kapalı

4. 2 No.lu anahtarı kapalı ve 1 No.lu anahtarı açık konuma getiriniz. U1, U2 ve U3 volt metrelerinde okuduğunuz gerilim değerlerini Tablo 1.17’ye yazınız.

5. Tüm anahtarları kapalı konuma getiriniz. U1, U2 ve U3 voltmetrelerinde okuduğunuz gerilim değerlerini Tablo 1.17’ye yazınız.

6. Enerjiyi keserek deneye son veriniz.

ÖĞRENCİ DEĞERLENDİRME

Adı Soyadı : No Değerlendirme Kriterleri Verilen Aldığı

Sınıfı : 1 Devre elemanlarının doğru bağlanması 20 Numarası : 2 DC voltmetrenin doğru şekilde bağlanması 20

ÖĞRETMEN 3 DC voltmetrenin ayarının doğru yapılması 20 Adı Soyadı : 4 DC voltmetre ile gerilim değerlerinin ölçülmesi 20 İmza : 5 Ölçülen gerilim değerlerinin tabloya yazılması 20

Görsel 1.44: AC voltmetre ile gerilim ölçme devresi

AC Voltmetre ile Gerilim Ölçmü

Amaç: AC voltmetre ile devrenin çeşitli gerilimlerini ölçmek.

Malzemenin Adı Malzemenin Özelliği Miktarı

AC voltmetre 220 V AC 3 adet

Akkor flamanlı lamba 60 W güçlerinde 3 adet

Anahtar Adi anahtar 2 adet

AC güç kaynağı 220 V AC 1 adet

Bağlantı kabloları 1,5 mm2 çok telli 3-5 m El aletleri Yan keski, kontrol kalemi, izole bant

Malzeme Listesi

İşlem Basamakları

1. Voltmetre ve lambaları Görsel 1.44’te gösterildiği gibi devreye bağlayınız. 2. Öğretmen kontrolünde şalteri kapatarak devreye enerji veriniz.

3. Tüm anahtarları açık konuma getiriniz. U1, U2 ve U3 voltmetrelerinde okuduğunuz gerilim değerlerini Tablo 1.18’e yazınız.

4. 1 No.lu anahtarı kapalı konuma getiriniz. U1, U2 ve U3 voltmetrelerinde okuduğunuz gerilim değerlerini Tablo 1.18’e yazınız.

Sonuç ve Değerlendirme

Tablo 1.18: AC Gerilim Ölçümleri

Sorular

1. Voltmetreler devreye nasıl bağlanır?

2. AC devrede DC voltmetre kullanılırsa nasıl bir ölçme işlemi gerçekleşir?

5. 2 No.lu anahtarı kapalı ve 1 no.lu anahtarı açık konuma getiriniz. U1, U2 ve U3 voltmet- relerinde okuduğunuz gerilim değerlerini Tablo 1.18’e yazınız.

6. Tüm anahtarları kapalı konuma getiriniz. U1, U2 ve U3 voltmetrelerinde okuduğunuz gerilim değerlerini Tablo 1.18’e yazınız.

7. Şalteri açarak deneye son veriniz.

ÖĞRENCİ DEĞERLENDİRME

Adı Soyadı : No Değerlendirme Kriterleri Verilen Aldığı

Sınıfı : 1 Devre elemanlarının doğru bağlanması 20 Numarası : 2 AC voltmetrenin doğru şekilde bağlanması 20

ÖĞRETMEN 3 AC voltmetrenin ayarının doğru yapılması 20

Adı Soyadı : 4 AC voltmetre ile gerilim değerlerinin ölçülmesi 20 İmza : 5 Ölçülen gerilim değerlerinin tabloya yazılması 20

TOPLAM PUAN 100

Anahtar Konumları U1 Voltmetre (V) U2 Voltmetre (V) U3 Voltmetre (V) Tüm anahtarlar açık

1 No.lu anahtar kapalı (60 W) 2 No.lu anahtar kapalı (2x60 W) Tüm anahtarlar kapalı