• Sonuç bulunamadı

Bu bölüm, NI Multisim temel devre serisi temel elektronik kanunları ve pasif bileşen tasarımlarını bir dizi etkileşimli SPICE simülasyonu ile inceler. Aşağıda eklenmiş zip dosyalarındaki devreleri yükleyebilirsiniz.

Aşağıdaki devreleri yükleyerek elde edebilir ve NI Multisim 10’da kullanabilirsiniz.

Devreler

 004 Parallel DC Circuit.ms10

 005 Series-Parallel DC Circuit.ms10

 006 Current Analysis.ms10

 007 Millmans Theorem 1.ms10

 008 Millmans Theorem 2.ms10

 009 Kirchoff's Current Law.ms10

 010 Thevenin's Theorem.ms10

 011 Superposition Principle.ms10

 012 Nortons Theorem and Source Conversion.ms10

 013 AC Voltage Measurement.ms10

 014 Frequency Response of the Series RL Network.ms10

 015 RL High and Low Pass Filter

 016 Frequency Response of the Series RC Network.ms10

 017 RC High and Low Pass Filter.ms10

Devre Dosya İsmi

004 Parallel DC Circuit.ms10

Devre Açıklaması

8.1. Paralel DC Devre

Bu devre her koldan geçen akımı ve toplam akımın nasıl ölçüldüğünü gösterir. Kirchhoff’un akım kanununa göre, toplam akım kollardan geçen akımların toplamına eşittir. Ampermetre DC akımı ölçmek için DC Mod üzerine yerleştirilmelidir.

Deneyler

 R3 direncinin değerini değiştirin ve toplam akım (

I

top) ve

I

3 kolundan geçen akımın nasıl etkilendiğini doğrulayın.

 Bireysel kol akımlarını hesaplayın ve Kirchhoff’un Akım Kanunu’nu ispatlayın.

Devre Şeması

V1 10 V

U2

DC 1e-009W

0.016 A

+

-U1 DC 1e-009W

3.030m A +

-R11.2kΩ R2

2.2kΩ

R33.3kΩ

Devre Dosya İsmi

005 Series-Parallel DC Circuit.ms10

Devre Açıklaması

8.2. Seri-Paralel DC Devre

Bu deneyin amacı, gerilim kaynağına seri veya paralel bağlı dirençlerde düşen gerilimi ölçmektir. Bu devreler bütün seri devreler için çalışan gerilim bölücü formülü kullanarak analiz edilebilir.

Eğer çıkış gerilimi (

V

out)

R

2 seri devrenin bir parçasına karşılık geliyorsa, gerilim bölücü formülü aşağıdaki gibi ifade edilebilir:

tot

 Üst devre için,

R

4 direnci üzerinde gelişmiş gerilim

R

2 direnci üzerindeki gerilim ile aynı olduğu için

R

4 direncinin değerini ayarlayın.

R

1

 330 

ve

R

3

 330 

varsayın. Bu değer nedir?

 Sonraki iki devre üzerinde

R

2 ve

R

4 üzerinde gelişen çıkış gerilimini hesaplamak için gerilim bölücü formülünü kullanın. Voltmetrede okunan ile sonucu karşılaştırın.

 Son devreyi sadeleştirin. Toplam direnci hesaplayın.

Devre Şeması

V3 10 V

220Ω R3

91Ω R4

2.926 V +

-B

C

V4 20 V

330Ω R4 470Ω

R3 220Ω

R1

91Ω

R2 2.234 V

+

-Devre Dosya İsmi

006 Current Analysis.ms10

Devre Açıklaması

8.3. Akım Analizi

Bu devreler eşitlikteki kol arasındaki akımın nasıl ölçüldüğünü gösterir. Deney her bir bağımsız akım kaynağından kol akımını belirlemenize izin verir ve bir de koldaki sonuç akımı (üst devrede görünen) kol akımlarının cebirsel toplamı olduğunu ispatlar.

Devre Şeması

15 A

200Ω

400Ω

200Ω

10 A 400Ω

400Ω

13.000 A +

-12.000 A +

-15 A

200Ω

400Ω

200Ω

400Ω 400Ω

9.000 A +

-6.000 A +

-200Ω

400Ω

200Ω

10 A 400Ω

400Ω

13.000 A +

- 12.000 A

+

-Devre Dosya İsmi

007 Millmans Theorem 1.ms10

Devre Açıklaması

8.4. Millman’ın Teoremi 1

Bu devreler, üç paralel bağlı gerilim kaynağının tek bir gerilim kaynağı içine ağı sadeleştiren Millman’ın teoremini göstermektedir. Bu teoreme göre, gerilim kaynakları ilk eşdeğer akım kaynaklarına dönüştürülür, sonra eklenir.

-Devre Dosya İsmi

008 Millmans Theorem 2.ms10

Devre Açıklaması

8.5. Millman’ın Teoremi 2

Bu devreler bir ağa seri bağlı üç akım kaynağının Millman’ın teoremine göre tek bir akım kaynağına dönüştürüldüğünü gösterir.

Deneyler

 Yük akımını hesaplayın ve ampermetrede okunan ile sonucu karşılaştırın.

Devre Şeması

I1

5 A

I2

1 A

I3

1 A

U1

DC 10MW 7.679 V

+

-R1

R2

10Ω

R3

R4

I4

1.87 A

U2 DC 10MW 7.680 V

+ -R5

23Ω R6

Devre Dosya İsmi

009 Kirchhoff’s Current Law.ms10

Devre Açıklaması

8.6. Kirchhoff’un Akım Kanunu

Bu devre, herhangi bir elektriksel bağlantı noktası için bağlantı noktasına giren ve çıkan akımların cebirsel toplamının sıfıra eşit olduğu durum olan Kirchhoff’un akım kanununu göstermektedir.

Deneyler

 Devreye göre Kirchhoff’un akım kanununun çalıştığını doğrulayın.

Devre Şeması

3.229 A

+

-V1 64 V R1

R2

R3

R4 10Ω

I in

1.468 A

+

-1.174 A

+

-0.587 A

+

-I out

R510Ω

Devre Dosya İsmi

010 Thevenin’s Theorem.ms10

Devre Açıklaması

8.7. Thevenin Teoremi

Bu devreler, eşit akım modeli ile bütün ağ üzerinde yeniden yerleştirmenize izin veren Thevenin uygulamasını göstermektedir. Bu model, Thevenin direnci olarak anılan sabit bir direnç ile seri bağlı olan Thevenin gerilimine göre DC bir kaynak içerir.

Deneyler

 Thevenin geriliminin değeri nedir?

 Thevenin direncinin değeri nedir?

 Orijinal ağ üzerinde (üstteki) okunan ile Thevenin eşitliği devresindeki (alttaki) karşılaştırın.

Bulunanlar nedir? Aynı gerilim üretilmekte midir? Daha karmaşık devreler orijinale göre uygulanan Thevenin Teorisi’nin avantajı nedir? (İpucu: Gerilim ve akımın daha hızlı hesaplanması)

Devre Şeması

330Ω

10 V

5.772m A +

-2.713 V +

-91Ω

220Ω 470Ω

RL

330Ω

10 V

91Ω

220Ω

Eth

4.000 V +

-330Ω 91Ω

220Ω

Rth

223Ω Rth

4 V

5.772m A +

-2.713 V +

-470Ω

RL

Eth

Devre Dosya İsmi

011 Superposition Principle.ms10

Devre Açıklaması

8.8. Süperpozisyon Prensibi

Süperpozisyon prensibi, çok kaynaklı bir ağın herhangi bir direnç kolunda düşen gerilimin veya akımın bağımsız hareket eden kaynakların cebirsel toplamı olduğunu ifade eder. Üstteki devre çok kaynaklı ağı temsil eder ve devreler aşağıda açıklanır:

1.

E

2 kaynağı devreden kaldırılır ve

R

2’den geçen kol akımı ölçülür.

2.

E

1 kaynağı kaldırılır,

E

2 yeniden yerleştirilir ve

R

2’den geçen kol akımı ölçülür.

Deneyler

 Süperpozisyon prensibini doğrulayın. Toplam akımın onların cebirsel toplamı olduğunu unutmayınız.

E

1 ve

E

2’ nin gerilimini değiştirin ve Süperpozisyon prensibini yeniden doğrulayın.

Devre Şeması

-Devre Dosya İsmi

012 Norton Theorem and Source Conversion.ms10

Devre Açıklaması

8.9. Norton’un Teoremi ve Kaynak Dönüşümü

Bir direnç ile paralel bir DC kaynak tarafından ifade edilen eşit devre modeli ile bütün ağı yeniden yerleştirebildiğiniz Norton’un teoreminin uygulamasını gösterir. Norton akımı, sorudaki uçlar arasındaki kısa devre akımıdır; Norton direnci, yük direnci kaldırıldığı ve gerilim kaynağı kısa devre edildiği bu noktadaki dirençtir.

Deneyler

 Norton’un akım değeri nedir?

 Norton’un direnç değeri nedir?

 Orijinal devrede (üstteki) okunan ile Norton’un eşitlik devresinde (alttaki) okunanı karşılaştırın.

Bulunanlar nedir? Aynı gerilim düşmekte midir? Bu teorinin Thevenin teoremine benzerlikleri var mıdır?

I1 2.1mA

R7520Ω

U3DC 10MW 0.091 V

+ -RL247Ω

Devre Dosya İsmi

013 AC Voltage Measurement.ms10

Devre Açıklaması

8.10. AC Gerilim Ölçümü

Bu devre yük direnci karşısındaki AC gerilimi ölçmenin yolunu gösterir.

Deneyler

R

L yük direnci karşısında oluşan gerilimi hesaplayın ve voltmetrede okunan ile sonucu karşılaştırın.

 Uygulanan gerilimi değişik değerlere ayarlayın ve çıkış geriliminin nasıl etkilendiğini gözlemleyin.

Devre Şeması

C1 6.36nF R11kΩ

L1 95.5mH

R2 3.3kΩ

R310kΩ

RL4.7kΩ U1

AC 10MW 17.012 V

+

V1 -50 Vrms 5kHz

Devre Dosya İsmi

014 Frequency Response of the Series RL Network.ms10

Devre Açıklaması

8.11. Seri RL Ağının Frekans Cevabı

Bu devre

R

L seri devresini gösterir ve bobin karşısındaki gerilimin frekansla nasıl etkilendiğini gösterebilir.

R

L ağındaki gerilimin akımdan ileride olduğunu fark edin. Böylece çıkışta 90 faz kayması elde edilir.

Deneyler

 Değişik frekans değerlerini ayarlamak için bir fonksiyon jeneratörü kullanın ve bobin karşısındaki gerilimin frekans ile nasıl etkilendiğini belirleyin. Nedenini açıklayın. Açıklamada verilen formüle bakın. (İpucu: Endüktör karşısında gerilim frekans ile artar.)

 Çıkış gerilimi ve uygulanan gerilim arasındaki faz kaymasının nasıl olduğunu açıklayın? Endüktör ve direnç karşısındaki iki gerilimin toplamı uygulanan gerilime eşit midir?

Devre Şeması

100Ω

10mH

A B

Ext T rig +

+

_

_ + _

Devre Dosya İsmi

015 RL High and Low Pass Fitler.ms10

Devre Açıklaması

8.12. RL Yüksek ve Alçak Geçiren Filtre

Bu basit

R

L devre yüksek geçiren bir filtrenin bir örneğini göstermektedir. Adından da anlaşılacağı gibi, belirli bir kesim frekansı (

fc

) altındaki tüm sinyalleri zayıflatan ve frekansları kesim frekansı üzerindeki tüm sinyalleri iletir.

Deneyler

 Bode çizici görüntülenen frekans tepkisine bakarak, verilen bir yüksek geçiren filtre için kesim frekansı doğrulayın. Bir de, bu değerleri hesaplayın ve sonuçlarla karşılaştırın. (İpucu:

R

L yüksek geçiren devrenin kesme frekansı

x

L

R

olduğunda elde edilir; bu nedenle

fcR ( 2  L )

).

Devre Şeması

R 1kΩ

XFG1

XBP1

IN OUT

L1 100mH

Devre Dosya İsmi

016 Frequency Response of the Series RC Network.ms10

Devre Açıklaması

8.13. Seri RC Ağının Frekans Cevabı

Bu devre seri

RC

devresini gösterir ve kondansatör karşısındaki gerilimi frekansın nasıl etkilediğini gösterebilir. Kondansatör karşısındaki gerilim akımdan 90 geridedir. Bundan dolayı çıkışta bir faz kayması elde edilir.

Deneyler

 Değişik frekans değerlerini ayarlamak için bir fonksiyon jeneratörü kullanın ve frekansın kondansatör karşısındaki gerilimi nasıl etkilediğini belirleyin. Nedenini açıklayın.

 Uygulanan gerilim ve çıkış gerilim işareti arasındaki faz kaymasını nasıl açıklarsınız?

Devre Şeması

R11kΩ

C1 100nF

XFG1 XSC1

A B

Ext T rig +

+

_

_ + _

XMM1

Devre Dosya İsmi

017 RC High and Low Pass Filter.ms10

Devre Açıklaması

8.14. RC Yüksek ve Alçak Geçiren Filtre

A devresi basit bir

RC

devre yüksek geçiren filtrenin örneğidir. Önemli ölçüde kesim frekansı altında tüm frekansları zayıflatır ve üstündeki tüm frekansları geçer.

Deneyler

 Verilen yüksek geçiren filtre için kesme frekansını doğrulayın. Bode çizicide görünen frekans cevabının avantajlarından yararlanın. Bir de bu değeri hesaplayın ve sonuçlarla karşılaştırın.

(İpucu:

RC

yüksek geçiren filtrenin kesme frekansı

x

C

R

olduğunda elde edilir; böylece

) 2 (

1 RC

fc  

).

 B devresi düşük geçiren filtrenin örneğidir.

Devre Şeması

XFG1

C1

10uF

R1100Ω

XBP1

IN OUT

Circuit A High-Pass Filter

XFG2

C2 10uF R2

100Ω

XBP2

IN OUT

Circuit B.

Low-Pass Filter