Keşfedin, Öğrenin ve Paylaşın
Evrim Ağacı'nda Aradığın Her Şeye Ulaşabilirsin!
Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat

Süperpozisyon ve Maksimum Güç Aktarımı Deneyi

5 dakika
49
Süperpozisyon ve Maksimum Güç Aktarımı Deneyi ZFC Akademi
  • Blog Yazısı
Blog Yazısı
Tüm Reklamları Kapat

Deneyin Amacı:

Deneyin amacı, Süperposizyon Teoreminin ve Maksimum Güç Transferi için gerekli koşulların öğrenilmesi ve laboratuvar ortamında test edilerek sonuçlarının analiz edilmesi ve gözlemlenmesidir.

1. Süperpozisyon Teoremi

Birden fazla kaynak içeren bir devre göz önüne alındığında; bu kaynakların devre üzerindeki toplam etkisi her bir kaynağın tek başına meydana getirdiği etkilerin toplamına eşittir. Buna süperpozisyon teoremi denir. Tek bir kaynağın etkisi incelenirken, o kaynağın dışındaki kaynaklar etkisiz hale getirilir. (Akım kaynakları açık devre, gerilim kaynakları ise kısa devre). Tek tek her bir kaynağın etkisi elde edildikten sonra bu etkiler toplanarak tüm kaynakların toplam etkisi elde edilir.

Süperpozisyon yönteminde devre çözerken bazı aşamalar mevcuttur. Bunlar;

Tüm Reklamları Kapat

  • Devrede hem akım hem de gerilim kaynağı aynı anda bulunabilir.
  • Devre çözümüne başlandığında devrede sadece bir tane kaynak bırakılır diğer kaynaklar söndürülür. Bu söndürme
  • işlemi gerilim kaynaklarında “kısa devre” akım kaynaklarında ise “açık devre” olarak uygulanır. Yani gerilim kaynakları kısa devre edilir akım kaynakları ise açık devre edilir.
  • Devre içinde sizden istenilen değer her kaynak için ayrı ayrı bulunur.
  • Devrede ne kadar kaynak varsa, devre o kadar aşamada çözülür.
  • Son adımda da bulunan değerler kaynak yönleri de dikkate alınarak toplanır

Örnek: Aşağıdaki devrede V gerilimi değerini süperposizyon yöntemi kullanarak bulalım.

İlk olarak akım kaynağını seçelim. ii.ii. madde uyarınca söndürülen gerilim kaynağı yerine kısa devre kullanacağız. Yani devre şu şekilde görünecektir:

Şekilden de açıkça görülmektedir ki; 20 // 40 , seridir 10, ve tamamı // 2.5 ohm'dur. Böyle olduğu devreyi döndürdüğümüzde daha kolay görülmektedir.

V gerilimini hesaplamak için 13.3 Ω'luk direncin üzerinden geçen akım değerini bulmak gerekir. Akım bölücü kullanarak direnç üzerinden geçen akım değeri;

Tüm Reklamları Kapat

Dolayısıyla V gerilim değeri;

olarak bulunur.

Şimdi de gerilim kaynağının etkisini bulalım. Yine akım kaynağı açık devre olur ve devre aşağıda şekildeki halini alır

Devreden 10 ve 2.5 ΩΩ’luk dirençlerin seri ve bunların 40 ΩΩ’a seri oldukları kolayca görülmektedir.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.

Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.

Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.

V gerilim değerini hesaplamak için gerilim bölücü kullanırsak;

Son olarak bütün kaynakların ( örneğimizde iki adet kaynak olduğundan iki kaynağın ) etkisi toplanarak istenilen gerilim değeri bulunur.

2. Maksimum Güç Transferi

İç dirence sahip herhangi bir kaynaktan bir yüke maksimum güç transferi yapılabilmesi için yük empedansı kaynak iç empedansının kompleks eşleniği olmalıdır. Buna maksimum güç transferi teoremi denir.

Devre ara bağlaşımı yani devrede yer alan ara bağlantılar arasında sinyal gücünün istenilen şekilde kontrol edilebilmesi elektronikte yer alan önemli hususlardan birisidir. Şekildeki devrede RL direnci üzerindeki gerilim;

olarak elde edilir. Sabit bir kaynak ve değişken bir yük göz önüne alınırsa, yük direnci, RS direncine göre ne kadar büyük olursa yük direnci üzerindeki gerilim o derece yüksek olacaktır. İdealde yük direncinin sonsuz değerde olması yani bir açık devrenin yer alması istenir.

Bu durumda;

Tüm Reklamları Kapat

Vmax=V∞Vmax=V∞

Yük üzerinde oluşan akım ise;

şeklindedir. Yeniden sabit bir kaynak ve değişken bir yük direnci göz önüne alınırsa, yük direnci RS direncine göre ne derece küçük değerlikli olursa burada akacak akım o derece büyük olacaktır. Dolaysıyla maksimum akım akması için yükün bir kısa devre olması istenir. Bu durumda;

Tüm Reklamları Kapat

olacaktır.

Yük üzerinde oluşacak güç P=V*i olarak ifade edileceğinden elde edilecek güç;

şeklinde ifade edilebilir. Verilen kaynak için RS ve VS değerleri sabit olacağından elde edilebilecek güç sadece yük direncinin değişimine bağlı olarak değişecektir. Gerek maksimum gerilim (RL=∞RL=∞ olmalı) gerekse de maksimum akım (RL=0RL=0 olmalı) üretebilmesi için gerekli şartlar altında edilebilecek güç sıfır olmaktadır. Dolaysıyla yük direncinin bu iki değeri altında gücü maksimum değerine getirebileceği söylenebilir. Bu yük direnci değerinin bulunabilmesi için gücün yük direncine göre türevi alınıp sıfıra eşitlenirse;

ifadesi elde edilir. Dolayısıyla bu eşitlikten de açıkça görüleceği üzere yük direnci RL, kaynağın direnci RS direncine eşit olduğunda türev sıfır olmaktadır. Dolayısıyla maksimum güç RL=RS şartı altında gerçekleşmektedir. Bu durumda;

Tüm Reklamları Kapat

Agora Bilim Pazarı

denkleminde RL yerine RS yazıp gerekli sadeleştirmeyi yaparsak, maksimum gücü;

Olarak bulunur.

UYGULAMA 1

Deneye Gelmeden Önce;

  • 1. Şekil 1’de verilen devrede 12 V'luk gerilim kaynağını kısa devre yaparak bütün akım değerlerini ve dirençler üzerindeki gerilim değerlerini bulunuz. Tablo 1’de yerine yazınız.
  • 2. Aynı devrede bu kez 5 V'luk gerilim kaynağını kısa devre yaparak bütün akım değerlerini ve dirençler üzerindeki gerilim değerlerini bulunuz. Tablo 1’de yerine yazınız.
  • 3. Süperposizyon yöntemi ile tüm akım değerlerini ve dirençler üzerindeki gerilim değerlerini bulunuz. Tablo 1’de yerine yazınız.

Deney Sırasında;

  • 1. Laboratuvar ekipmanlarını kullanarak Şekil 1’deki devrede 12 V’luk gerilim kaynağı aktif olacak şekilde devreyi kurunuz ve dijital multimetre ile bütün akım ve gerilim değerlerini ölçünüz. Sonuçları Tablo 2’ye kaydediniz.
  • 2. Laboratuvar ekipmanlarını kullanarak Şekil 1’deki devrede 5 V’luk gerilim kaynağı aktif olacak şekilde devreyi kurunuz ve dijital multimetre ile bütün akım ve gerilim değerlerini ölçünüz. Sonuçları Tablo 2’ye kaydediniz.
  • 3. Laboratuvar ekipmanlarını kullanarak Şekil 1’deki devrede her iki gerilim kaynağı da aktif olacak şekilde devreyi kurunuz ve dijital multimetre ile bütün akım ve gerilim değerlerini ölçünüz. Sonuçları Tablo 2’ye kaydediniz.
Şekil 1

UYGULAMA 2

  • 1. Şekil 2’deki devreyi 1k’lık potansiyometre 𝑅L ’ye bağlanacak şekilde ve 𝑅 =330Ω olacak şekilde kurunuz.
  • 2. Yük direncini tablo 2’deki değerlere ayarlayarak gerilim değerlerini ölçünüz.
  • 3. Devrede yükte harcanan gücü, toplam gücü ve verim değerlerini tablo 2’de doldurarak yük için güç-direnç grafiğini çiziniz

Şekil 2 (VS=5VVS=5V, RS=330RS=330 𝛺RL=1K RL=1K 𝛺)

Grafik:

SONUÇ

1. Süperpozisyon teoremi ne tür devrelere uygulanabilir? Niçin?

2. Aşağıda verilen devrede R3 elemanı üzerindeki gerilim düşümünü süperpozisyon teoreminden yararlanarak

bulunuz. Sonuçlarınızı LTspice programında devreyi çizerek kontrol ediniz ve doğruluğunu gösteriniz.

(V1=100V, I1=6A, R1=20 Ω, R2=10 Ω, R3=40 Ω,R4=2.5 Ω)

Tüm Reklamları Kapat

3. Aşağıdaki şekilde verilen devrede maksimum güç transferi için RL direncinin değerini ve bu yüke iletilecek maksimum gücü bulunuz.

(V1=3V, I1=2mA, R1=4KΩ, R2=6KΩ, R3=3Ω)

Okundu Olarak İşaretle
5
1
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Raporla
Mantık Hatası Bildir
Yukarı Zıpla
Bu Blog Yazısı Sana Ne Hissettirdi?
  • Muhteşem! 1
  • Tebrikler! 0
  • Bilim Budur! 0
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 0
  • Güldürdü 0
  • İnanılmaz 0
  • Umut Verici! 0
  • Merak Uyandırıcı! 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Tüm Reklamları Kapat

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 03/06/2025 19:08:01 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/17150

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Kafana takılan neler var?
Gündem
Bağlantı
Ekle
Soru Sor
Stiller
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Aklınızdan geçenlerin bu platformda bulunmuyor olabilecek kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Size Özel
Makaleler
Daha Fazla İçerik Göster
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000

Bize Ulaşın

ve seni takip ediyor

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close