Ölçme Dersi Beşinci Deney Hazırlık Cevapları

1- Omik, kapasitif ve endüktif yük ne demektir? Açıklayınız.

Kapasitif ve endüktif yüklerde içinden geçen akım veya uygulanan gerilimler arasında 90º faz farkı oluşur. Kapasitif akım, geriliminden 90º ileride, endüktif akım, geriliminden 90º geridedir. Omik devrelerde akım ve gerilim aynı fazda bulunur.

Omik Yük

Yük üstündeki akım gerilimin bir çarpanı ve akımla gerilim arasında bir faz yoksa bu yük çeşidine omik (direnç) yük denir.

Reaktif (kapasitif) yük

Şebekeye geri iade edilen enerjiye reaktif güç denilir. Diğer bir ifadeyle, endüktif yüklü devrelerde, manyetik devrenin uyartımı için çekilip bir sonraki cyclede geri iade edilen güçtür. “Q” harfi ile gösterilir. Bu güç endüktif yük üzerinde harcanmaz, sadece depo edilir ve tekrar kaynağa gönderilir.Dolayısıyla, kaynakla endüktif yük arasında sürekli olarak reaktif güç alışverişi yapılır.Bu durum ise, sistemdeki iletkenlerden geçen akımın artmasına sebep olur.

Formülü: Q=U.I.sin(Φ) formülü ile bulunur. Birimi (volt-amper-reaktifdir (var).

Reaktif Güç

İşe yaramayan ancak kaynaktan çekilen güç, kör güçtür. Başka bir deyişle endüktif yüklü devrelerde, manyetik alan devrenin uyarımı için verilen güçtür. ‘Q’ harfi ile sembolize edilir. Bu güç endüktif yük üstünde harcanmaz, yalnız depo edilerek yeniden kaynağa gönderilir. Bu durumda kaynakla endüktif yük arasında devamlı reaktik güç alışverişi yapılmaktadır. Bundan dolayı sistemdeki iletkenlerden geçen akımın artmasına neden olur.

2- Omik bir yükün emepedensının frekansla değişimi nasıldır? Açıklayınız.

AC devrelerinde eğer saf direnç (resistif) bir yük kullanılıyorsa, yani empedansın sanal kısmı mevcut değil ve sadece direnç kısmından oluşuyorsa akım ile gerilim arasında herhangi bir faz farkı oluşmayacaktır. Çünkü direnç, türev ifadesi içermeyen bir elemandır, bu da akım ile gerilim arasında sadece oransal bir ilişki olduğunu gösterir. Bu oransal ilişki de sinüs eğrisinin fazını değiştirmeyecek, sadece genlikler üzerinde etkili olacaktır. Aşağıda hesaplamalar yapılmıştır.

{\displaystyle \ Z=R+jX\to [X=0]}
{\displaystyle \ Z=R\angle 0^{\circ }}
{\displaystyle \ V=Z\cdot I}
{\displaystyle \ |V|\angle \phi _{V}=R|I|\angle 0^{\circ }\angle \phi _{I}}

Yukarıdaki ifadede genlik & faz eşitliği sağlanması gerektiğinden bellidir ki sağ tarafın fazıyla sol tarafın fazı birbirine eşittir. Yani aşağıdaki eşitlikler yazılabilir. Bunun örneğini yandaki grafikten görebiliriz.

{\displaystyle \ \phi _{V}=\phi _{I}}
{\displaystyle \ \phi _{V}-\phi _{I}=0}

 

3- Kapasitif bir yükün frekansla değişimi nasıldır? Açıklayınız.

Kondansatör, formülünde türev ifadesi içeren elemanlardan biri olduğundan faz açılarında kaymalar gözlenecektir. Kondansatör sayfasındaki ayrıntılı açıklamalardan çıkan sonuçlar şöyledir. Kapasitif devrelerde empedansın sanal kısmı negatif (-) değer almaktadır, bu da empedansın faz değerinin negatif  (-) olması demektir. Yani;

{\displaystyle \ Z=|Z|\angle \phi _{Z}\to \phi _{Z}<0}

 

Akım – Gerilim – Empedans arasındaki ilişki kullanıldığında ise;

{\displaystyle \ V=Z\cdot I}
{\displaystyle \ |V|\angle \phi _{V}=|Z|\cdot |I|\angle {\phi _{Z}+\phi _{I}}}

Yukarıdaki ifadelere göre normaldir ki, gerilimin faz değeri, akımla empedansın faz değerleri toplamına eşittir. Kapasitif devrede empedansın faz değerinin negatif olduğunu biliyoruz. Buna göre aşağıdaki eşitlikleri çıkartabiliriz.

{\displaystyle \ \phi _{V}=\phi _{Z}+\phi _{I}}
{\displaystyle \ \phi _{V}-\phi _{I}=\phi _{Z}}
{\displaystyle \ \phi _{V}-\phi _{I}<0}

 

Çıkan sonuç, kapasitif yüklerde akımın gerilime göre fazca daha ilerde olduğunu, gerilimin akımı takip ettiğini, en yalın anlatımıyla ise kapasitif yüklerde faz farkının negatif olduğunu gösterir.

4- Endüktif bir yükün frekansla değişimi nasıldır? Açıklayınız.

Endüktif ve kapasitif devrelerde akımla gerilim arasında φ açısı kadar bir faz farkı vardır. Saf bobinli ve saf kondansatörlü devrelerde bu açı 900 dir. Kapasite akımı gerilimden 900 ileride, self akımı ise gerilimden 900 geridedir. Omik devrelerde akım ve gerilim aynı fazdadır. Alternatif akım devresine bobinli veya kondansatörlü bir yük bağlandığında devrenin gücü, P = U. I. Cosφ formülü ile hesaplanır. Wattmetre bu aktif gücü ölçer. Bu formül bir fazlı alternatif akım devrelerinde gücün hesaplanmasına aittir. Üç fazlı alternatif akım devrelerinde toplam güç, P = 3 .U.I.Cosφ formülü ile hesaplanır. Saf bobinli ve saf kondansatörlü devrelerde φ = 900 olduğundan Cos 900 = 0, P = U.I.Cosφ = 0 olur. Bu tip devrelerde, devreden akım geçmesine rağmen wattmetre P = 0 değerini gösterir. Bu değerler, saf bobinli ve kondansatörlü devrelerin aktif güç çekmediğini, ancak körgüç adı verilen zahiri güç çektiğini gösterir. Wattmetre reaktif güç ölçmez, sadece aktif güç ölçer. 

5- Kapasite ve endüktans parametreleri günümüzde nasıl ölçülmektedir? Açıklayınız.

Kondansatör kapasitesinin ölçülmesi

           Bazı avometrelerde kondansatör uçları avometre üzerindeki özel sokete takılarak ölçüm yapılır. Kapasitesi ölçülecek kondansatörün enerji altında olmamasına dikkat edilmelidir. Komütatör anahtar kapasite (F) konumuna getirilir. Kapasitesi ölçülecek kondansatör avometrenin ilgili uçlarına paralel olarak bağlanır. Ölçüm sonucu göstergeden birimiyle birlikte okunur.

Endüktansın ölçülmesi

          Endüktans değeri de aynen direnç değerinde olduğu gibi kesinlikle enerji altında olmadan Lcrmetre veya endüktans ölçme özelliğine sahip avometreler ile yapılabilmektedir. Endüktans ölçerken aynen direnç ölçümündeki teknikler uygulanmaktadır. Lcrmetre olmadığı durumda endüktans ölçme özelliğine sahip avometre ile aynen Lcrmetre de olduğu gibi ölçüm yapılabilir. Yalnız burada dikkat edilmesi gereken husus, bu özelliğe sahip avometrelerde endüktansı ölçülecek bobin, problara değil Lx olarak gösterilen bağlantı noktasına bağlanmalıdır.

 

Paylaşılmasını istediğiniz konularla ilgili yorum bölümünden bilgi paylaşımı yapabilirsiniz.  

Ayrıca diğer deney föyleri ve bilgilerine buradan ulaşabilirsiniz.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.