1.HAFTA ÖLÇME TEKNİĞİ(1).pdf

ELEKTRİK ÖLÇME TEKNİĞİ Dersin Adı

Dönemi

Dersin Kredisi

AKTS

Elektrik Ölçme Tekniği

Güz Dönemi

3+2

7

Başarı Değerlendirmesi

Yılsonu Notuna Katkısı

Vize (Ara) Sınav

%30

Kısa Sınav

%10

Deney Föyü

%10

Final Sınavı

%50

Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

1

ELEKTRİK ÖLÇME TEKNİĞİ DERS İÇERİĞİ Haftalık Ders Planı I.Hafta

Uzunluk Ölçümü, Kütle Ölçümü, Alan Ölçümü ve Hacim Ölçümü

ARA SINAV

II.Hafta

Akışkan Ölçümü, Sıcaklık Ölçümü ve Eğim Ölçümü, Kesit ve Çap Ölçümü

X.Hafta

III.Hafta

Hız ve Devir Ölçümü, Basınç Ölçümü

XI.Hafta

IV.Hafta

Işık Ölçümü, Ses Ölçümü

XII.Hafta

Akım ve Gerilim Ölçmeleri (DC ve AC Ölçüm) Osiloskop ile Ölçme

V.Hafta

Ölçme ve Ölçü Aletleri, Birimler ve Dönüşümler

XII.Hafta

İş, Güç ve Enerji Ölçmeleri

XIII.Hafta

İş, Güç ve Enerji Ölçmeleri

XIV.Hafta

Ölçü Trafoları

VI.Hafta VII.Hafta VIII.Hafta

Ölçme ve Ölçü Aletleri (Analog ve Dijital Ölçü Aletleri) Temel Elektriksel Ölçmeler (Direnç Ölçümü) Temel Elektriksel Ölçmeler (Bobin ve Kondansatör Ölçümü) ELEKTRİK ÖLÇME TEKNİĞİ

FİNAL SINAVI

30 Ekim-05 Kasım 2017 Elektronik Devre Elemanlarının Ölçümü

25 Aralık 2017-07 Ocak 2018 2

3

ELEKTRİK ÖLÇME TEKNİĞİ GİRİŞ

ELEKTRİK ÖLÇME TEKNİĞİ - Giriş

Ölçme ve Birim Nedir? Ölçme: Bilinmeyen bir büyüklüğü kendi cinsinden bilinen bir büyüklük ile karşılaştırılmasıdır.

Birim: Ölçme sonucunda elde edilen sayılar birimleriyle beraber bir anlam ifade ederler. Her büyüklük, Ölçü Sayısı ve Ölçü Birimi olmak üzere iki kısımdan oluşur. SI Birim Sistemine Göre 7 Temel Birim • Uzunluk için 2 metre • Kütle ölçümü için 10 kilogram • Zaman için 3 saniye • Akım şiddeti 1,6 Amper • Sıcaklık 273,15 Kelvin • Işık Şiddeti 0,15 Kandela • Madde Miktarı 10 Mol ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği

Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

4

ELEKTRİK ÖLÇME TEKNİĞİ - Giriş

Birimler Sistemi (Système International d'Unités) • Uluslararası standarttır,

• Büyüklüklerin ölçülmesinde, birlik ve beraberliğin sağlanması amacıyla kullanılır. • Uluslararası Birimler Sistemi (Système International d'Unités) ismi ve tüm dillerde geçerli olmak üzere SI kısaltması, 11. CGPM (Ölçü ve Tartılar Genel Konferansı, Conférence Générale des Poids et Mesures) konferansında kabul edilmiştir.

meter, metre: Sayaç; Ölçmek Ampermeter: Amper ölçer Voltmeter: Volt ölçer Wattmeter: Watt ölçer 5

ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği

Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

ELEKTRİK ÖLÇME TEKNİĞİ - Giriş

Birim sistemlerinden uluslararası anlaşmalarla kabul edilmiş olan ve en çok kullanılan dört tanesi; •

CGS Mutlak Birimler Sistemi,

•

MKS Mutlak Birimler Sistemi,

•

Gravitasyonel “MKFS” Birimler Sistemi

•

Uluslararası Birim Sistemidir (SI)

6

ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği

Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

BİRİM SİSTEMLERİ

CGS Birim Sistemi • Uzunluk, kütle ve zaman temel kavramları üzerine kurulmuştur. • Uzunluk için santimetre(cm), kütle için gram(g) ve zaman için saniye(s) kullanılır. MKS Birim Sistemi • Uzunluk, kütle ve zaman temel kavramları üzerine kurulmuştur. • Elektrik akım şiddeti (Amper) de temel kavramlar arasına girer. • Uzunluk için metre(m), kütle için kilogram(kg), zaman için saniye(s) ve akım için amper(A) kullanılır. MKFS Birim Sistemi • Kütle yerine kuvveti temel kavram kabul eder. • Uzunluk için metre(m), kuvvet için 1 kg kütleye Paris’te etkiyen yerçekimi olan kiloforce (kf) ve zaman için saniyedir(s). ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği

Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

7

BİRİM SİSTEMLERİ

SI Birim Sistemi • Uluslararası Ölçüler Konferansı’nın 1971’de yaptığı toplantıda, en temel büyüklüklerden (uzunluk, kütle, zaman) başka, dört temel büyüklüğün daha birimlerini içine alan uluslararası birim sistemi tanımlanmıştır. Bu büyüklüklere Temel Büyüklükler denir. • Uluslararası birim sistemi, MKS birim sistemini kapsar. • SI birim sistemi en önemli birim sistemidir.

• Her bir büyüklük için diğerlerinden apayrı bir birim tanımlamaya da gerek yoktur • Temel büyüklüklerden türetilen büyüklüklere de Türetilmiş Büyüklükler denir. Not: Türkiye’de metrik sistem, 26 Mart 1931 tarihinde çıkarılan 1782 Sayılı Kanunla kabul edilmiştir. ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği

Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

8

BİRİM SİSTEMLERİ BÜYÜKLÜK

GÖSTERİLİŞ

BİRİMİ

KISALTMASI

Uzunluk

l

Metre

m

Kütle

m

Kilogram

kg

Zaman

t

Saniye

s

Sıcaklık

T

Kelvin Derece

K

Elektrik Akımı

I, i

Amper

A

Işık Akım Şiddeti

I

Kandela

cd

Madde Miktarı

n

Mol

mol

Uluslararası sistemin kabul ettiği temel birimler

9

ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği

Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

TEMEL BÜYÜKLÜKLER

Metre • Uzunluk birimidir. • Metre, ilk olarak 1793 yılında Ekvatordan Kuzey kutbuna olan uzunluğun 10 milyonda biri olarak tanımlanmıştır. • Günümüzde, bir saniyenin 1/299 792 458’ i kadar bir sürede, ışığın boşlukta aldığı yolun uzunluğudur. (17. CGPM, 1983)

Platinyum ve İridyum alaşımımdan imal edilen 1889’dan 1960’a kadar standart olan tarihi Uluslararası Prototip Metre çubuğu

10

ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği

Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

TEMEL BÜYÜKLÜKLER

Kilogram (Kg) • Kütle birimidir • Uluslararası prototip kilogram'ın kütlesine eşittir. (3. CGPM, 1901)

% 90 platin ve% 10 iridyum alaşımı ve bir sağ dairesel silindir (yükseklik = çap) içine 39,17 mm işlenmiş olan Uluslararası Prototip Kilogram (IPK)

11

ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği

Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

TEMEL BÜYÜKLÜKLER

Saniye • Zaman birimidir. • Saniye, en düşük enerji seviyesindeki (ground state) Sezyum-133 atomunun (133Cs atom çekirdeği) iki hyperfine seviye arasındaki geçiş radyasyonunun 9 192 631 770 periyoduna karşılık gelen süredir, (13. CGPM, 1967). Amper • Elektrik akım şiddetidir. • Amper, sonsuz uzunlukta, ihmal edilebilir dairesel kesitte, birbirinden 1 metre uzaklıkta, tam vakum içine yerleştirilmiş iki paralel iletkenin içinden akan ve iletkenlerde, beher metre başına 2·10-7newton kuvvet oluşturan sabit akımdır, (9. CGPM, 1948)

12

ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği

Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

TEMEL BÜYÜKLÜKLER

Kelvin • Sıcaklık birimidir. • Suyun üçlü noktasının (triple point) termodinamik sıcaklığının 1/273,16 sıdır, (13. CGPM, 1967). Candela(Cd) • Işık şiddeti birimidir. • Belirli bir doğrultuda, 1/683watt/steradian ışıma şiddetinde ve 540x1012 hertz frekansta tek renk (monochromatic) ışınım yayan bir kaynağın ışık şiddetidir, (16. CGPM, 1979). Mol • Madde miktarının birimidir. • 0,012 kilogram karbon12 izotopundaki atom sayısı kadar temel yapıtaşı ihtiva eden bir sistemin madde miktarıdır (14. CGPM, 1971). 13

ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği

Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

TÜRETİLMİŞ BÜYÜKLÜKLER Türetilmiş Birimler1 BÜYÜKL ÜK

SEMBO LÜ

BİRİMİN ADI

Alan

S

Metrekare

Hacim

V

Metreküp

Hız

V

Metre/saniy e

İvme

A

Metre/s2

Kuvvet

F

Newton(N)

Basınç

P

Pascal (Pa)

W

Joule(J)

P

Watt(W)

Q

Coulomb(C )

İş, Enerji, ısı miktarı Güç, ısı akışı Elektrik yükü

AÇIKLAMA En.Boy m.m = m2 En.Boy.Yükseklik m.m.m = m3 Yol/Zaman m/s Hız/Zaman m/s.1/s=m/s2 Kütle. İvme kg.m/s2 Kuvvet/Alan N/m2= kg m−1s−2 Kuvvet.Yol=Güç.Zaman=Yük.Potansiyel Fark N.m=P.s=q.V = kg m2s−2 İş/Zaman J/s=N.m/s= J/s = kg m2s−3 Akım.Zaman Amper.s

14

ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği

Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

TÜRETİLMİŞ BÜYÜKLÜKLER Türetilmiş Birimler2 BÜYÜKLÜK

SEMBOLÜ

BİRİMİN ADI

AÇIKLAMA

Gerilim, EMK, Potansiyel Fark

V,U

Volt(V)

İş/Yük miktarı Joule/coulomb W/A = J/C = kg m2A−1s−3

Elektrik alan şiddeti Manyeto motor kuvvet Elektriksel direnç

Elektriksel iletkenlik Elektriksel kapasite Elektriksel self

E

F R

Ohm(Ω)

G

Siemens (S)

C

Farad(F)

L

Henry(H)

Kuvvet/Elektrik Yükü=Potansiyel fark/metre Newton/Coulomb=Volt/metre Akım şiddeti.Sarım sayısı Amper.sarım Gerilim/Akım Volt/Amper V/A = kg m2A−2s−3 1/Elektriksel Direnç Ω−1= kg−1m−2A2s3 Elektrik yükü/Potansiyel fark Coulomb/V C/V = kg−1⋅m−2⋅s4⋅A2 Manyetik akı/Akım şiddeti Wb/A=Volt.saniye/Amper Wb/A = kg m2A−2s−2

15

ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği

Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

TÜRETİLMİŞ BÜYÜKLÜKLER Türetilmiş Birimler3 BÜYÜKLÜK

SEMBOLÜ

BİRİMİN ADI

Manyetik akı

Φ

Weber(Wb)

B

Tesla(T)

Manyetik akı yoğunluğu Manyetik alan şiddeti Işık akısı Parlaklık (Parıltı) Aydınlık şiddeti Frekans Açısal frekans ve hız

H Φ

Lümen(lm)

AÇIKLAMA Potansiyel fark.Zaman Volt.saniye= kg m2s−2A−1 Manyetik akı/Alan Weber/m2=Volt.s/m2 Wb/m2= kg s−2A−1 MMK/Uzunluk Amper/metre kandela/steradyan Candela/m2

L E F

Lüx(lx) Hertz(Hz)

W

Radyan/s

Lümen/m2

lm/m2= cd sr m−2 1/periyot

1/açısal periyot

16

ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği

Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

İNGİLİZ BİRİM SİSTEMİ

İngiliz Birim Sistemi (FPS Sistemi) İngiliz birim sisteminde kütle, uzunluk ve zaman birimleri sırasıyla libre-kütle (libremass), ayak (foot, ft) ve saniye (s) ile ifade edilir.

İngiliz birim sisteminde uzunluk, kütle ve hacim birimleri

17

ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği

Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

İNGİLİZ BİRİM SİSTEMİ

Fluid Ounce: 28,41 ml Inch: 2,54cm Quart: 0,946 l Amerikan Foot: 30,48cm Pint: 473,176ml Amerikan Yard: 91,44cm 1 yard = 3 feet = 36 inch Gallon: 3,785 l Amerikan 1 Gallon = 4 Quart = 8 Pint = 16 cup = 128 Fluid ounce Ounce: 28,35 g Pound: 0,454 kg Stone: 6,35 kg Ton: 907,194kg

1 Pound = 16 Ounce 1 Stone = 14 Pound 1 Ton = 2000 Pound

ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği

Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

18

İNGİLİZ BİRİM SİSTEMİ

ABD geleneksel ölçü birimleri ile SI birim sisteminin karşılaştırılması (Kütle, Hacim, Sıcaklık ve Uzunluk) ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği

Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

19

BİLİMADAMI

BİRİMİ

AÇIKLAMA

ÇALIŞMALARI

Isaac Newton (İngiliz)

Newton

Kuvvet

Yerçekimi Kanunu, Hareket Kanunları

Charles Augustin de Coulomb (Fransız)

Coulomb

Elektrik Yükü

Elektriksel Çekim Kanunu

James Watt (İskoç)

Watt

Güç, ısı akışı

Modern Buhar Makinesi (Endüstriyel Devrim)

Alessandro Volta (İtalyan)

Volt

Potansiyel fark

İlk Voltaik Pil

Andre Marie Ampere (Fransız)

Amper

Elektrik akımı

Elektromanyetizma üzerinde ilk çalışma yapan kişlerden

Joseph Henry (Amerikan)

Henry

Elektriksel self

Öz indüktansın elektromanyetik fenomeni

George Simon Ohm (Alman)

Ohm

Elektriksel direnç

Ohm Kanunu

Michael Faraday (İngiliz)

Faraday

1 Mol elektron yükü

İndüksiyon Kanunu, Elektrik Motor Prensipleri, Elektroliz

Wilhelm Eduard Weber (Alman)

Weber

Manyetik akı (MKS)

Elektromanyetizma ölçümü

Ernst Werner von Siemens (Alman)

Siemens

Elektrik iletkenliği

Elektriksel İletkenlik

James Prescott Joule (İngiliz)

Joule

İş, enerji, ısı miktarı

Nicola Tesla (Sırp)

Tesla

Manyetik akı yoğunluğu (MKS)

Heinrich Rudolf Hertz (Alman)

Hertz

Frekans

Radyo Dalgalarının Keşfi

Carl Friedrich Gauss (Alman)

Gauss

Manyetik akı yoğunluğu (CGS)

Elektromanyetik Telgraf

Manyetik akı (CGS)

Elektrik ve Manyetizmanın aynı şey olduğunu keşfetmiştir.

James Clerk Maxwell (İskoç)

ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği

Maxwell

Enerjinin Korunumu Kanunu, Isı ile Mekanik İş İlişkisi Alternatif Akım, Alternatif Akım Motoru, Radyo, Döner Manyetik Alan, Floresan, Kablosuz Elektrik İletimi

Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

20

Temel veya türetilmiş birimlerin alt ve üst katları

BİRİM TAKISI Exa Peta Tera Giga Mega Kilo Mili Mikro Nano Piko Femto Atto

ÇARPAN

SEMBOL

1018 1015 1012 109 106 103

E P T G M k

10-3 10-6 10-9 10-12 10-15 10-18

m µ n p f a

Temel veya türetilmiş birimlerin alt ve üst katları ELP-13103 Elektrik Ölçme Tekniği

Öğr.Gör. Volkan ERDEMİR

21

KAYNAKLAR 1. NACAR, A. Mahmut; Elektrik-Elektronik Ölçmeleri ve İş Güvenliği 2. ANASIZ, Kadir; Elektrik Ölçü Aletleri ve Elektriksel Ölçmeler; MEB Yayınları 3. MEGEP; Fiziksel Büyüklüklerin Ölçülmesi; Ankara 2011 4. MEGEP; Elektriksel Büyüklüklerin Ölçülmesi; Ankara 2011 5. www.transcat.com New International Safety Standards for Digital Multimeters 6. www.wikipedia.org 7. http://320volt.com/

22