THEVENİN TEOREMİ UYGULAMALARI

Elektrik devresi uygulamasında, çalışırken güvenlik önlemlerine dikkat etmeniz gerekir. Kendi güvenliğinizin öncelikli olduğunu unutmayınız. Aşağıda verilen bazı güvenlik önlemlerini dikkatli bir şekilde okuyarak uygulamaya özen gösteriniz.

• Toprakla yalıtımınızın olup olmadığını kontrol ediniz. Ayaklarınızı statik elektrik birikimini önleyen uygun bir ayakkabı ile koruyunuz.
• Herhangi bir tehlike anında laboratuvardaki elektriği kesecek ana elektrik panosunun yerini ve elektrik enerjisinin nasıl kesileceğini deneyinize başlamadan önce görevlilerden öğreniniz.
• Elektrik çarpmaları ile ilgili ilk yardım bilgilerini öğreniniz. İlk yardım uygulamak durumunda kalırsanız, aceleci ve heyecanlı olmamaya çalışınız. Aksi halde olası bir kazaya uğramış arkadaşınızın yaşamını yitirmesine neden olabilirsiniz.
• İlk yardım gereçlerinin kullanılabilir durumda olduğundan emin olunuz.
• Gerekli ilk yardım merkezlerinin telefon numaralarını kolayca ulaşabileceğiniz bir yere not ediniz.
• Deney araç ve gereçlerinizin doğru çalıştığından emin olunuz.
• Arızalı araç ve gereçleri laboratuvarda sorumlu görevliye bildiriniz.
• Dış yalıtımı olmayan kabloları, çok kısa veya kopmuş bağlantıları ve arızalı cihazları kesinlikle kullanmayınız.
• Arızalı olduğunu düşündüğünüz cihazları kesinlikle tamir etmeye çalışmayınız.
• Ölçmek istediğiniz nicelik ile ilgili bilgilerinizden emin değilseniz, ünitenizde ilgili konu başlığını tekrar inceleyiniz.
• Sisteme enerji vermeden önce çalışma arkadaşlarınızı uyarınız.
• Mecbur olmadıkça enerji altında sürekli çalışmayınız.
• Ölçümlerinize ara verdiğinizde güç kaynağını mutlaka kapatınız.
• Devreye müdahale etmeniz gerektiğinde, arkadaşınızın yanlışlıkla devreye enerji vermesini önlemek için arkadaşlarınızı uyarınız.
• Ölçüm alırken ellerinizi devredeki bağlantılara temas ettirmeyiniz.
• Bütün dikkatinizin yaptığınız iş üzerinde olmasına özen gösteriniz.
• Aceleci ve telaşlı olmayınız. Sakin olunuz.
• Ölçüm alırken arkadaşlarınızla konuşmayınız. Dikkatli olunuz, dalgınlık yapmayınız.
• Arkadaşlarınıza şaka yapmayınız.

Thevenin teoremi, birbirlerine seri veya paralel bağlanmış birden fazla direnç, akım veya voltaj kaynakları içeren bir devrenin yaptığı işi tek bir voltaj kaynağı ve dirençle yapılabileceğini gösteren devre çözümleme yöntemidir.

Thevenin teoremini uygularken uymamız gereken aşamalar şöyle ifade edilir:

1. Thevenin eşdeğerini bulacağımız devrenin elemanları aynı kalmak üzere, ele aldığımız R_L direnci devreden çıkarılır.
2. Devrede açıkta kalan terminaller işaretlenir. Şekil 4.4’te birinci ve ikinci aşamaların uygulanması gösterilmiştir.
3. İşaretlenen terminallerden açık devre voltajı belirlenir. Bu voltaj Thevenin voltajı V_Th’dir.
4. Devrede bulunan güç kaynakları kısa devre ve akım kaynakları açık devre yapılır.
5. Devredeki güç kaynakları kısa devre ve akım kaynakları açık devre yapıldığı durumda, işaretlenen terminaller arasındaki açık devre direnci yani Thevenin direnci R_Th belirlenir.
6. Thevenin teoreminin uygulanmasının son aşamasında, R_L direnci a ve b terminallerine bağlanarak Sayfa: 84 Şekil 4.3’teki devreye eşdeğer olan Thevenin eşdeğer devresi oluşturulur.

Bir elektrik devresinde pozitif (+) uç her zaman kırmızı renk ile ve negatif uç mavi veya bazen siyah renk ile temsil edilir. Devrede kullanılan güç kaynaklarında ve bağlantı kablolarında çoğunlukla kırmızı ve mavi renkte olmasının sebebi budur. Siz de kolaylık olması açısından kırmızı bağlantı kablolarını pozitif uç ve mavi kabloları negatif uç olarak kullanmaya özen gösteriniz.

Güç kaynağı bağlantılarını yapmanızdan sonra, güç kaynağının fişini prize takınız. Güç kaynağını POWER (güç) olarak gösterilen düğmesine basarak açınız (Sayfa: 91, Şekil 4.17). Power düğmesine bastığınızda güç kaynağı ON konumunda yani açık olacaktır. Güç kaynağını kapatmak için de aynı power düğmesini kullanınız. Bu durumda düğme OFF yani kapalı konumda olur.

Güç kaynağından voltajı arttırırken kullanacağımız ayar düğmeleri Sayfa: 91, Şekil 4.18’de sarı halka ile gösterilmiştir. Burada FINE (ince ayar) ve COARSE (kaba ayar) olmak üzere iki ayar düğmesini göreceksiniz. Ayarlamak istediğiniz voltaj değerini önce COARSE düğmesini yavaşça arttırarak istediğiniz değere ulaşabilirsiniz. Bu kaba ayar işleminden sonra, FINE düğmesi ile istediğiniz değere tam olarak ulaşabilirsiniz.

Multimetrede voltaj ölçüm bölgesini belirledikten sonra,Sayfa:92, Şekil 4.20'de gösterildiği gibi multimetrenin sağ üst köşesinde bulunan ac/dc seçim tuşu ile ölçeceğimiz voltaj türünü seçiniz.  Sayfa: 93, Şekil 4.20’de dc ve ac işaretler gösterilmiştir. Düz çizgiler dc ve dalgalı işaret ise ac anlamına gelir. Bu düğmeye basarak dc’yi seçiniz. Bu seçimi yaptığımızda multimetre göstergesinin sol alt tarafında DC işaretini görürüz. Bu durumda seçici düğme de voltaj bölgesinde olduğuna göre ölçeceğimiz voltaj dc olacaktır.

Voltaj ölçerken dikkat etmemiz gereken nokta, voltmetrenin devreye paralel olarak bağlanmasıdır.

Kaç mA akım ölçeceğimizi tahmin edemediğimiz durumlarda multimetrenin en büyük mA ölçüm sınırını seçmemiz doğru olacaktır.

Multimetreyi ampermetre haline getirmek için çıkış problarının uygun konumda olması gerekmektedir. Multimetrenin çıkış problarını kontrol ederek akım ölçümü için uygun hale getirmeliyiz. Bunu yapmak için multimetrenin siyah probunu, COM olarak belirtilen yuvaya bağlayınız. Multimetrenin kırmızı probu için mA ve 10A olmak üzere iki seçenek söz konusudur. Deneyimizde voltaj değerlerini göz önüne aldığımızda kırmızı probu mA yuvasına bağlayınız. Multimetrenin çıkış problarının bağlanması Sayfa: 94, Şekil 4.24’te gösterilmiştir. Artık multimetreyi ampermetre olarak kullanabiliriz.

Akım ölçerken dikkat etmemiz gereken nokta, ampermetrenin devreye seri olarak bağlanmasıdır.

Ampermetreyi seri bağlayabilmemiz için, akım ölçmek istediğimiz dirence giden ve kesintisiz devam eden bağlantılarda ampermetreye yer açmamız gerekir. Bir başka deyişle, akım ölçeceğimiz dirence gelen akım yoluna ampermetreyi yerleştirmeliyiz. Bu yerleşimi yapabilmemiz için, devrenin o kısmını kesip ampermetreyi kestiğimiz kollara bağlamalıyız. Devreyi kesmek demek devreye el ile müdahale etmek anlamına gelir. Devreye dokunmamız gerektiğinde güç kaynağını mutlaka kapatmalıyız. Bu durum güvenliğiniz için çok önemlidir. Düşük voltajlarla çalışırken bile güç kaynağını kapatmayı alışkanlık haline getiriniz.

Thevenin teoreminin karmaşık devrelerde uygulanmasında belirli kuralların sırayla gerçekleştirilmesi gerekmektedir.

• Bu kurallardan birincisi, “Thevenin teoreminin uygulanacağı direnç devreden çıkarılır” şeklindedir.
• Thevenin teoreminin uygulanmasında ikinci kural “Thevenin teoreminin uygulanacağı direncin devreden çıkarıldığı uçlar (terminaller) işaretlenir” şeklindedir.
• Thevenin teoreminin uygulanmasında üçüncü kural “işaretlenen Thevenin uçlarındaki açık devre voltajı yani Thevenin voltajı (V_Th) ölçülür” şeklindedir.
• Thevenin teoreminin uygulanmasında dördüncü kural “devredeki güç kaynakları kısa devre ve akım kaynakları açık devre yapılır” şeklindedir.
• Thevenin teoreminin uygulanmasında beşinci kural “daha önce işaretlenmiş olan Thevenin uçlarındaki eşdeğer direnç yani Thevenin direnci (R_Th) ölçülür” şeklindedir.
• Thevenin teoreminin uygulanmasında son aşama “Thevenin eşdeğer devresini kurmak” şeklindedir.

Bir elektrik devresindeki güç kaynağının kısa devre yapılması, güç kaynağının kapatma düğmesinden kapatmak demek değildir. Güç kaynağının devreden çıkarılarak bağlı olduğu uçların bir iletken tel ile birleştirilmesi demektir.

Bir elektrik devresindeki akım kaynağının açık devre yapılması, akım kaynağının elektrik devresi ile olan bağlantılarının kesilmesi demektir. Yani akım kaynağının kapatılması demektir.

Thevenin eşdeğer devresini kurabilmemiz için, V_Th’yi sağlayan bir güç kaynağına ve R_Th direnç değerini sağlayan tek bir dirence ihtiyaç vardır.

Thevenin eşdeğer devresinde R_Th direnç değerini potansiyometre ile sağlayabiliriz.

Potansiyometrenin siyah ayar düğmesi çok hassas olduğundan, istediğimiz direnç değerini ayarladıktan sonra ayar düğmesine bir daha dokunmamaya özen gösteriniz. Aksi halde ayarladığınız direnç değeri değişecektir. Bu nedenle, potansiyometreyi alt ucundan tutarak devreye yerleştiriniz.

Akım ölçümü için devreye müdahale etmemiz gerektiğinden, ölçümden önce güç kaynağını kapatmayı unutmayınız.

Voltaj bölme kuralından yararlanılır.