Potansiyometre

Potansiyometre, ayarlanabilir bir voltaj bölücü oluşturan kayan veya dönen kontağa sahip üç terminalli bir dirençtir. Yaygın olarak ses ekipmanlarındaki ses seviyesi kontrolleri gibi elektronik devrelerdeki seviyelerin yanı sıra ölçüm cihazları ve sensörlerdeki seviyeleri ayarlamak için kullanılır.

Özellikler

• Cinsi: Ahşap
• Boyu: 115cm
• Tel boyu: 100 cm
• Tel kesiti: 1 mm
• 2 soketli
• Eni: 8,5 cm
• 0-100cm cetvelli

Öğrenme kazanımları

• Ohm Yasası: Gerilim (V), akım (I) ve direnç (R) arasındaki ilişkiyi anlamak.
• Gerilim Bölücü: Potansiyometrelerin devrelerde nasıl ayarlanabilir gerilim bölücüler oluşturduğunu öğrenmek.
• Gerilimi, akımı ve diğer parametreleri kontrol etmek için potansiyometrelerin devrelere entegre edilmesi.
• Direnci değiştirmenin genel devre davranışını nasıl etkilediğini analiz etmek.
• Ses kontrolü, kısma anahtarları ve sensör kalibrasyonu gibi potansiyometrelerin gerçek dünyadaki kullanımları.
• Boyutlar: 8 × 115 × 2 cm

Ürün tanımı

Potansiyometre, elektriksel direncin ve gerilimin tel boyunca nasıl değiştiğini incelemek için kullanılan bir deney düzeneğidir. Ahşap gövde üzerindeki cetvel, ölçüm yapılan tel uzunluğunu belirlemeyi sağlar.

Telin iki ucuna uygun bir besleme bağlandığında tel boyunca gerilim farkı oluşur. Temas probunun konumu değiştirilerek bu gerilimin farklı bölümleri ölçülür. Bu çalışma biçimi, bir metre tel kullanılan laboratuvar potansiyometrelerinde de görülür.

Ürünün ana parçaları

• Ahşap gövde: Teli ve cetveli taşır.
• 100 cm direnç teli: Elektriksel ölçümlerin yapıldığı bölümdür.
• 0–100 cm cetvel: Temas noktasının konumunu belirler.
• İki bağlantı soketi: Telin sabit uçlarına bağlantı sağlar.

Deneyler için ayrıca gerekenler

• Direnç ve DC gerilim ölçebilen dijital multimetre; küçük gerilimler için mV kademesi bulunması yararlıdır.
• Yalıtılmış saplı temas probu veya jokey.
• Bağlantı kabloları.
• İkinci ve üçüncü deney için düşük gerilimli DC güç kaynağı.
• Seri akım sınırlama direnci ve açma-kapama anahtarı.
• Üçüncü deney için ilave direnç veya direnç kutusu.

İlk kullanım

• Düzeneği düz ve kuru bir masaya yerleştirin.
• Multimetrenin siyah kablosunu COM, kırmızı kablosunu VΩ girişine takın.
• Direnç ölçerken bütün harici güç bağlantılarını ayırın ve Ω kademesini seçin.
• Gerilim ölçerken DC V veya DC mV kademesini kullanın.
• Probu konum değiştirirken telden kaldırın; yeni noktaya hafifçe dokundurun.

Direnç ölçümünde güç bağlantısının kesilmesi ve iyi temas sağlanması gerekir. Küçük dirençlerde ölçüm kablolarının direnci de sonucu etkileyebilir; multimetrede varsa REL/sıfırlama işlevinden yararlanılabilir.

1. Deney — Tel uzadıkça direnç nasıl değişir?

Amaç: Aynı telin farklı uzunluklarının dirençlerini karşılaştırmak.

Malzemeler: Potansiyometre, multimetre, temas probu ve kablolar.

Uygulama

• Düzeneğin güç bağlantısını ayırın.
• Multimetreyi Ω kademesine alın.
• Bir ölçüm kablosunu A ucuna bağlayın. Diğerini temas probuna bağlayın.
• Probu sırasıyla 25, 50, 75 ve 100 cm noktalarına dokundurun.
• Her noktada kararlı değeri okuyup tabloya yazın.
• 25 cm: … Ω
• 50 cm: … Ω
• 75 cm: … Ω
• 100 cm: … Ω

Beklenen gözlem: Telin malzemesi, kalınlığı ve sıcaklığı aynı kaldığında ölçülen uzunluk arttıkça direnç artar. Homojen bir telde yarı uzunluğun direnci, toplam direncin yaklaşık yarısıdır.

Öğrenciye soru: 25 cm’den 50 cm’ye geçtiğinizde direnç yaklaşık kaç katına çıktı?

Kazanım: İletken uzunluğu ile direnç arasındaki ilişkiyi ölçerek açıklar.

Değerler birbirine çok yakın görünüyorsa multimetrenin çözünürlüğü ve temas direnci ölçümü sınırlıyor olabilir.

2. Deney — Tel üzerinde gerilimi paylaştıralım

Amaç: Temas noktasının konumu değiştikçe çıkış geriliminin nasıl değiştiğini gözlemek.

Düşük akımlı örnek düzen: En fazla 3 V DC kaynak ve kaynağa seri 330 Ω, en az 0,25 W direnç kullanılabilir. Bu seçim ders düzeni içindir; ürünün anma veya azami değerlerini belirtmez. Seri direnç devrede kalmalıdır.

Bağlantı

• Kaynağın pozitif ucu: Anahtar ve 330 Ω seri direnç üzerinden B ucuna
• Kaynağın negatif ucu: A ucuna
• Multimetrenin siyah ölçüm kablosu: A ucuna
• Multimetrenin kırmızı ölçüm kablosu: Önce B ucuna, ardından temas probuna

Uygulama

• Kaynak kapalıyken bağlantıları kurun.
• Multimetreyi DC gerilim ölçümüne alın ve kaynağı açın.
• Kırmızı kablo B’de, siyah kablo A’dayken telin tamamındaki gerilimi ölçün. Bu değere Utel diyelim.
• Kırmızı kabloyu temas probuna bağlayın. Probu 25, 50, 75 ve 100 cm noktalarına dokundurun.
• Her noktadaki çıkış gerilimini kaydedin. İşlem sonunda kaynağı kapatın.
• 25 cm: Utel’in dörtte biri … V / mV
• 50 cm: Utel’in yarısı … V / mV
• 75 cm: Utel’in dörtte üçü … V / mV
• 100 cm: Utel’in tamamı … V / mV

Önemli: Utel, güç kaynağının üzerindeki sayıdan farklı olabilir. Hesaplamada telin iki ucunda ölçtüğünüz gerilimi kullanın.

Beklenen gözlem: A’dan uzaklaşıp B’ye yaklaştıkça çıkış gerilimi artar. Homojen tel ve çıkıştan ihmal edilebilir akım çekilmesi durumunda:

[U_{\text{çıkış}}\approx U_{\text{tel}}\times\frac{\text{A–C uzunluğu}}{100\text{ cm}}]

Öğrenciye soru: Telin tamamında 100 mV ölçülseydi, 50 cm noktasında yaklaşık kaç mV beklerdiniz?

Kazanım: Potansiyometrenin gerilim bölücü olarak çalışmasını açıklar.

3. Deney — Çıkışa bir direnç bağlarsak ne olur?

Amaç: Potansiyometre çıkışına bağlanan bir devre elemanının ölçümü etkileyebildiğini görmek.

Ek malzeme: Birinci deneyde ölçülen toplam tel direncine yakın değerli bir yük direnci veya direnç kutusu.

Uygulama

• İkinci deneyin bağlantısını kullanın. Temas probunu 50 cm noktasında sabit tutun.
• Yük direnci bağlı değilken Utel’i ve çıkış gerilimini ölçün.
• Kaynağı kapatın.
• Yük direncinin bir ucunu A’ya, diğerini temas probunun bağlantı ucuna bağlayın.
• Kaynağı yeniden açın. Probu oynatmadan hem Utel’i hem çıkış gerilimini tekrar ölçün.
• İki durumda çıkış gerilimi ÷ Utel oranını karşılaştırın.
• Yük direnci bağlı değil: … … …
• Yük direnci bağlı: … … …

Beklenen gözlem: Yük direnci bağlandığında gerilim bölüşümü değişir. İdeal orta noktada oran yüksüzken yaklaşık 0,50’dir. Yük direnci toplam tel direncine eşitse oran yaklaşık 0,40 olur. Her durumda Utel yeniden ölçülmelidir.

Kazanım: Bir devreye eklenen elemanın, devrenin davranışını değiştirebildiğini fark eder. Bu etki, üniversite laboratuvarlarında “yükleme etkisi” olarak incelenir.

Güvenli kullanım ve saklama

• Düzeneği şebeke prizine bağlamayın.
• Bağlantıları kaynak kapalıyken değiştirin.
• Direnç ölçümü sırasında harici besleme kullanmayın.
• Multimetrenin akım girişini telin iki ucuna paralel bağlamayın.
• Teli germeyin, çizerek temizlemeyin veya probu bastırarak sürüklemeyin.
• Belirgin ısınma görülürse beslemeyi kapatın.
• Kullanım sonunda kaynağı ayırın; düzeneği kuru, telin üzerine yük binmeyecek şekilde saklayın.

Teknik özellikler

• Ürün adı: Potansiyometre
• Ürün kodu: T930
• Yapısı: Cetvelli, düz tel tipi laboratuvar potansiyometresi
• Gövde malzemesi: Ahşap
• Gövde uzunluğu: 115 cm
• Aktif tel uzunluğu: 100 cm
• Cetvel aralığı: 0–100 cm
• Sabit bağlantı noktaları: İki soket
• Hareketli temas: Tel üzerine dokundurulan temas probu veya jokey
• Kullanım alanları: Direnç ölçümü ve gerilim bölücü deneyleri

Güç kaynağı 3 V DC

Kaynağa seri bağlı sınırlama direnci 330 Ω