Elektronik 1: hızlı tekrar paketi

Formül kâğıtları, her konunun temel yöntem adımları ve 14 alıştırma sorusu; tam çözümler en sonda.

Yeni sorularDerse dön

Yazdırma penceresinde, bir kopyayı cihazınızda saklamak için “PDF olarak kaydet” seçeneğini seçin.

1Formüller ve yöntemler

Diyotlar ve transistörler

Diyot (sabit gerilim düşümü)
VD = 0,7 V when conducting
Aktif bölge
VBE = 0,7 V, IC = β·IB, IE = (β + 1)·IB
Sabit kutuplama
IB = (VCC − 0,7)/RB
Gerilim bölücülü kutuplama
IB = (VTH − 0,7)/(RTH + (β + 1)RE)
Bölücünün Thévenin eşdeğeri
VTH = VCC·R2/(R1 + R2), RTH = R1∥R2
Kolektör çevresi
VCE = VCC − ICRC − IERE
Doyum
IC(sat) = (VCC − VCE(sat))/RC, IB ≥ IC(sat)/β

Op-amp devreleri

Eviren yükselteç
Vout = −(Rf/Rin)·Vin
Evirmeyen yükselteç
Vout = (1 + Rf/R1)·Vin
Toplayıcı yükselteç
Vout = −Rf(V1/R1 + V2/R2)
İdeal op-amp
V+ = V−, Iin = 0

RC ve RL geçici rejim

Zaman sabiti
τ = RC | τ = L/R
Yanıt
x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ
DC’de kondansatör
açık devre; vC ani değişemez
DC’de bobin
kısa devre; iL ani değişemez
Kalıcı durum
t ≈ 5τ

Yöntem

  1. Anahtarlamadan hemen sonraki başlangıç değerini bulun: kondansatör gerilimi ve bobin akımı ani değişemez.
  2. Anahtarlamadan çok sonraki son değeri bulun: kondansatör açık devre, bobin kısa devre gibi davranır.
  3. Zaman sabitini bulun: kondansatörün veya bobinin gördüğü direnci kullanarak τ = RC veya τ = L/R.
  4. x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ kullanın.

Seri ve paralel dirençler

Seri dirençler
Req = R1 + R2 + …
Paralel dirençler
1/Req = 1/R1 + 1/R2 + …
İki paralel direnç
Req = R1R2 / (R1 + R2)
Ohm yasası
V = I·R
Güç
P = V·I = I²R = V²/R

Yöntem

  1. Ağın uçlardan en uzak ucundan başlayın.
  2. Seri dirençleri toplayarak, paralel dirençleri 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + … ile birleştirin.
  3. Her adımdan sonra devreyi yeniden çizin.
  4. Uçlar arasında tek bir direnç kalana kadar tekrarlayın.

DC–DC dönüştürücüler

Alçaltıcı
Vo = D·Vin
Yükseltici
Vo = Vin/(1 − D)
Eviren alçaltıcı-yükseltici
|Vo| = Vin·D/(1 − D)
İdeal güç dengesi
VinIin = VoIo
Bobin dalgalanması
ΔIL = VL,on·D/(L·f); buck Vin − Vo, boost and buck-boost Vin
Ortalama bobin akımı
alçaltıcı Io; yükseltici ve alçaltıcı-yükseltici Io/(1 − D)
Çıkış dalgalanması
alçaltıcı ΔIL/(8fC); yükseltici ve alçaltıcı-yükseltici Io·D/(fC)
CCM sınırı
alçaltıcı (1 − D)R/(2f); yükseltici D(1 − D)²R/(2f); alçaltıcı-yükseltici (1 − D)²R/(2f)

Yöntem

  1. Dönüştürücüyü (alçaltıcı, yükseltici veya alçaltıcı-yükseltici) ve D görev oranını gerilim oranından belirleyin.
  2. Bobinde volt-saniye dengesini kullanın: bir periyot boyunca ortalama bobin gerilimi sıfırdır.
  3. Anahtar iletimdeyken bobin gerilimini bulun, sonra ΔIL = VL·D/(L·f).
  4. Çıkış dalgalanması için kondansatöre giren ve çıkan yükü bulun; CCM sınırı için ortalama bobin akımını ΔIL/2’ye eşitleyin.

Wheatstone köprüsü ve gerinim ölçerler

Bölücü gerilimleri
Va = VsR2/(R1 + R2), Vb = VsR4/(R3 + R4)
Çıkarılan
Vab = Va − Vb
Denge
R1/R2 = R3/R4
Kayar telli köprü
R/Rx = l/(100 − l)
Thévenin direnci
Rth = R1∥R2 + R3∥R4
Gerinim ölçer çarpanı
ΔR/R = GF·ε
Köprü çıkışı
çeyrek Vs·GF·ε/4, yarım Vs·GF·ε/2, tam Vs·GF·ε
Küçük değişim, tek kol
Vab ≈ Vs·ΔR/(4R)
Gerilme
σ = E·ε

Yöntem

  1. Köprüyü aynı kaynağa bağlı iki gerilim bölücü olarak ele alın.
  2. Denge için R₁/R₂ = R₃/R₄ yazın ve bilinmeyen direnci çözün.
  3. Dengesiz bir köprüde Va ve Vb’yi bölücülerden bulup çıkarın; çıkışı bir ölçü aleti yüklüyorsa Thévenin eşdeğerini kullanın.
  4. Gerinim ölçerlerde gerinimi ΔR/R = GF·ε’ye çevirin ve çeyrek, yarım veya tam köprü için sırasıyla Vs·GF·ε/4, /2 veya ×1 kullanın.

Sayısal mantık: kapılar, K-haritaları ve flip-floplar

Temel kapılar
A·B, A + B, A′, (A·B)′, (A + B)′, A ⊕ B
Boole kuralları
X + X′ = 1, X·X′ = 0, X + XY = X, XY + XY′ = X
De Morgan
(X·Y)′ = X′ + Y′, (X + Y)′ = X′·Y′
Karnaugh haritası sırası
00, 01, 11, 10 (Gray code)
2ᵏ hücrelik grup
k değişken kaybeder
4’ten 1’e çoklayıcı
F = A′B′I0 + A′BI1 + AB′I2 + ABI3
Flip-floplar
D: Q⁺ = D, T: Q⁺ = T ⊕ Q, JK: Q⁺ = JQ′ + K′Q
Sayıcılar
n bit: 2ⁿ durum; mod-N: 2ⁿ ≥ N olan en küçük n; fçıkış = fclk/N
Dalgacık (ripple) sayıcı
fmax = 1/(n·tpd)
Halka ve Johnson sayıcılar
n ve 2n durum

Yöntem

  1. Bir devre için girişlerden çıkışa doğru her seferinde bir kapı olacak şekilde çalışın ve her telin üzerine değeri yazın ya da ifadesini yazıp doğruluk tablosunu doldurun.
  2. Sadeleştirme için 1’leri (ve fark etmez durumlarını X olarak) Gray kodlu satır ve sütunlara, 00, 01, 11, 10, sahip bir Karnaugh haritasına koyun.
  3. 1’leri kenarlardan dolanarak 1, 2, 4, 8 ya da 16 hücrelik olabildiğince az ve olabildiğince büyük gruplarla kapsayın; her grup, sabit kalan değişkenlerden oluşan bir çarpım terimidir. POS biçimi için 0’ları gruplayın.
  4. Flip-floplar ve sayıcılar için girişleri her etkin saat kenarında okuyun, her kenardan sonra durumu yazın ve n bitlik bir sayıcının 2ⁿ durumdan sonra başa sardığını unutmayın.

2Alıştırma soruları

1.Diyotlar ve transistörlerOrta
+−18 V680 Ω9,1 V2200 ΩIZ​ = ?

9,1 V’luk bir Zener regülatörü 680 Ω üzerinden 18 V’tan besleniyor ve 2200 Ω’luk bir yükü besliyor. Zener akımını IZ bulun.

Vin = 18 VVZ = 9,1 VR = 680 ΩRL = 2200 Ω
IZ = mA
2.Diyotlar ve transistörlerZor
RC​ = 470 Ωβ = 80VCC​ = 9 V3,3 VRB​ = ?

β = 80 olan bir NPN transistör, VCC = 9 V ile kolektörü arasına bağlı 470 Ω değerindeki bir yük direncini anahtarlıyor. Emetör topraklıdır. Baz, 3,3 V’luk bir lojik çıkıştan RB baz direnci üzerinden sürülüyor. VBE = 0,7 V ve VCE(sat) = 0,2 V alın. Güvenilir anahtarlama için baz akımını doyum için gereken en küçük değerin 3 katı olacak şekilde tasarlayın. RB değerini kΩ cinsinden bulun.

VCC = 9 VRC = 470 Ωβ = 80Vin = 3,3 VVBE = 0,7 VVCE(sat) = 0,2 Vaşırı sürme = 3
RB = kΩ
3.Op-amp devreleriOrta
−+Vout​R2​ = 47 kΩV1​ = −1 VR1​ = 100 kΩV2​ = −1,6 VR3​ = 100 kΩR4​ = 47 kΩ

Fark yükselteci, ±15 V ile beslenen ideal bir op-amp kullanır; R3 = R1 ve R4 = R2. Çıkış gerilimi Vout değerini bulun.

V1 = −1 VV2 = −1,6 VR1 = R3 = 100 kΩR2 = R4 = 47 kΩ
Vout = V
4.Op-amp devreleriZor
−+Vout​Rf​ = 47 kΩV1​ = 0,3 VR1​ = 4,7 kΩV2​ = −0,6 VR2​ = 100 kΩ

Toplayıcı yükselteç, ±15 V ile beslenen ideal bir op-amp kullanır. Çıkış gerilimi Vout değerini bulun.

V1 = 0,3 VV2 = −0,6 VR1 = 4,7 kΩR2 = 100 kΩRf = 47 kΩ
Vout = V
5.RC ve RL geçici rejimOrta
+−Vs​10 Vt = 0R = 47 ΩL22 mHi(t)

Anahtar t = 0’da kapanmadan önce bobinden akım geçmez. t = 1 ms anında i akımını bulun.

Vs = 10 VR = 47 ΩL = 22 mHt = 1 ms
i = A
6.RC ve RL geçici rejimZor
+−Vs​10 VR1​ = 33 ΩR2​ = 20 Ωt = 0’da açılırL100 mHi(t)

R2 üzerindeki anahtar uzun süredir kapalıdır, bu yüzden bobin akımı sabittir. t = 0’da anahtar açılır. t = 5 ms anında bobin akımı i değerini bulun.

Vs = 10 VR1 = 33 ΩR2 = 20 ΩL = 100 mHt = 5 ms
i = A
7.Seri ve paralel dirençlerOrta
R1​ = 3 ΩR3​ = 5 Ω+−V1​15 VR2​10 ΩAR4​15 ΩB

V1 kaynağının gördüğü eşdeğer direnç Req değerini bulun.

V1 = 15 VR1 = 3 ΩR2 = 10 ΩR3 = 5 ΩR4 = 15 Ω
Req = Ω
8.Seri ve paralel dirençlerZor
R1​ = 10 ΩR3​ = 5 ΩR5​ = 3 Ω+−V1​24 VR2​5 ΩAR4​6 ΩBR6​25 Ω

V1 kaynağının gördüğü eşdeğer direnç Req değerini bulun.

V1 = 24 VR1 = 10 ΩR2 = 5 ΩR3 = 5 ΩR4 = 6 ΩR5 = 3 ΩR6 = 25 Ω
Req = Ω
9.DC–DC dönüştürücülerOrta
tiL​Imax​Imin​ΔI = ?DTT2T

İdeal bir alçaltıcı dönüştürücü, 100 kHz’te ve L = 33 µH ile 48 V’u 19,2 V’a çeviriyor. Bobin dalgalanma akımının tepeden tepeye değerini (ΔIL) bulun.

Vin​ = 48 VVo​ = 19,2 Vf = 100 kHzL = 33 µH
ΔIL = A
10.DC–DC dönüştürücülerZor
+−12 VSL = 220 µHC = ?R+−7,2 V

Bir alçaltıcı dönüştürücü, 100 kHz’te ve L = 220 µH ile 12 V’u 7,2 V’a çeviriyor. Tepeden tepeye çıkış dalgalanmasını 20 mV ile sınırlayan çıkış kapasitesini (C) bulun.

Vin​ = 12 VVo​ = 7,2 Vf = 100 kHzL = 220 µHΔVo = 20 mV
C = µF
11.Wheatstone köprüsü ve gerinim ölçerlerOrta
+−3 V200 Ω200 Ω + ΔR200 Ω200 Ωab+−14,85 mV

Dört kolu 200 Ω olan bir köprü 3 V ile besleniyor. R₂ sensörü değiştiğinde çıkış Vab = 14,85 mV okunuyor. R₂’nin kesin değişimini (ΔR) bulun.

Vs = 3 VR = 200 ΩVab = 14,85 mV
ΔR = Ω
12.Wheatstone köprüsü ve gerinim ölçerlerZor
+−10 V350 Ω350 Ω + ΔR350 Ω350 Ωab+−Vo​

Bir çeyrek köprü (tek etkin gerinim ölçer, GF = 2) 10 V ile uyarılıyor. Ölçülecek en büyük gerinim 800 µε’dir ve bir analog-sayısal dönüştürücünün girişinde 5 V vermelidir. Yükseltici kazancını (G) bulun.

Vs = 10 VGF = 2εmax = 800 µεVFS = 5 V
G =
13.Sayısal mantık: kapılar, K-haritaları ve flip-floplarOrta
ABC00011110010011030214051706

F(A, B, C) = Σm(1, 4, 7) fonksiyonunun en küçük toplamlar çarpımı (POS) biçimini bulmak için Karnaugh haritasını kullanın. Kaç toplam terimi (çarpan) (N) vardır?

F(A, B, C) = Σm(1, 4, 7)
N =
14.Sayısal mantık: kapılar, K-haritaları ve flip-floplarZor
ABCD0001111000011110X0010312041517X6X121130150140819011110

d fark etmez (don’t-care) durumlarını gösterirken F(A, B, C, D) = Σm(2, 5, 7, 9, 10, 13) + d(0, 6, 12) fonksiyonu için temel asal implikantların sayısını, N, bulun.

F(A, B, C, D) = Σm(2, 5, 7, 9, 10, 13) + d(0, 6, 12)
N =

3Çözeltiler

1.Diyotlar ve transistörler

Cevap: IZ = 8,952 mA

Zener regülatörü: ters öngerilimli bir Zener diyot, akımı en küçük IZ,min değerinin üzerinde kaldığı sürece VZ gerilimini tutar. R seri direnci, giriş ile çıkış arasındaki farkı alır: IR = (Vin − VZ)/R. Bu akım yük, IL = VZ/RL, ile Zener arasında bölünür: IZ = IR − IL. En kötü durumlara göre tasarlayın: en büyük yükte en düşük giriş yine de IZ,min bırakmalı, yüksüz durumda en yüksek giriş ise en büyük Zener gücünü PZ = VZ·IZ verir.

Direnç akımı

IR = 8,9/680 = 13,09 mA

Yük akımı

IL = 9,1/2200 = 4,136 mA

Zener akımı

IZ = 13,09 − 4,136 = 8,952 mA

Cevap

IZ = 8,952 mA
2.Diyotlar ve transistörler

Cevap: RB = 3,703 kΩ

Anahtar olarak BJT: bir yükü tamamen açmak için transistör doyuma sürülür; doyumda VCE = VCE(sat) olur ve kolektör akımını yük belirler: IC(sat) = (VCC − VCE(sat))/RC. Doyum için en az IB = IC(sat)/β gerekir. Baz akımı daha küçükse transistör aktif kalır ve IC = β·IB olur.

Doyumdaki kolektör akımı

IC(sat) = (9 − 0,2)/470 = 18,72 mA

En küçük baz akımı

IB(min) = IC(sat)/β = 18,72/80 = 234 µA

Tasarım baz akımı

IB = 3·234 µA = 702,1 µA

Baz direnci

RB = (3,3 − 0,7)/IB = 2,6 V/0,7021 mA = 3,703 kΩ

Cevap

RB = 3,703 kΩ
3.Op-amp devreleri

Cevap: Vout = −0,282 V

İdeal op-amp kuralları: negatif geri beslemeyle op-amp çıkışını iki girişi aynı gerilimde olacak şekilde sürer (V₋ = V₊) ve hiçbir girişe akım girmez. Bu iki gerçekle eviren girişte KAY yazmak çıkışı verir.

Girişlerdeki gerilim

R₃ ve R₄ aynı akımı taşır, bu yüzden bir gerilim bölücü oluşturur; geri besleme V₋ = V₊ yapar.

V₊ = V2·R4/(R3 + R4) = −1,6·47/(100 + 47) = −0,5116 V
V₋ = V₊

Eviren girişte KAY

(−1 − −0,5116)/100 = (−0,5116 − Vout)/47
Vout = (R2/R1)·(V2 − V1) = (47/100)·(−1,6 − (−1)) = −0,282 V

Cevap

Vout = −0,282 V
4.Op-amp devreleri

Cevap: Vout = −2,718 V

İdeal op-amp kuralları: negatif geri beslemeyle op-amp çıkışını iki girişi aynı gerilimde olacak şekilde sürer (V₋ = V₊) ve hiçbir girişe akım girmez. Bu iki gerçekle eviren girişte KAY yazmak çıkışı verir.

Giriş akımları

V₋ = 0, bu yüzden her giriş direncinin üzerinde kendi giriş geriliminin tamamı vardır.

I1 = V1/R1 = 0,3/4,7 = 0,06383 mA
I2 = V2/R2 = −0,6/100 = −0,006 mA
If = I1 + I2 = 0,05783 mA

Çıkış gerilimi

Vout = −Rf·If = −47·0,05783 = −2,718 V

Cevap

Vout = −2,718 V
5.RC ve RL geçici rejim

Cevap: i = 0,1876 A

Birinci derece geçici rejim: tek kondansatörlü veya tek bobinli bir devrede her gerilim ve akım başlangıç değerinden son değerine üstel olarak gider: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ, τ = RC veya τ = L/R ile. Yaklaşık 5τ sonra devre oturur.

Zaman sabiti ve son akım

Anahtar kapandıktan uzun süre sonra bobin kısa devre gibi davranır; bu yüzden son akımı yalnızca R belirler.

τ = L/R = 22 mH / 47 Ω = 0,4681 ms
i(∞) = Vs/R = 10/47 = 0,2128 A

Verilen andaki akım

i(t) = i(∞)·(1 − e−t/τ) = 0,2128·(1 − e−1/0,4681) = 0,1876 A

Cevap

i = 0,1876 A
6.RC ve RL geçici rejim

Cevap: i = 0,1968 A

Birinci derece geçici rejim: tek kondansatörlü veya tek bobinli bir devrede her gerilim ve akım başlangıç değerinden son değerine üstel olarak gider: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ, τ = RC veya τ = L/R ile. Yaklaşık 5τ sonra devre oturur.

Başlangıç değeri, son değer, zaman sabiti

t = 0’dan önce kapalı anahtar R₂’yi devre dışı bırakır; sonra R₁ ve R₂ ikisi de devrededir.

i(0) = 10/33 = 0,303 A
i(∞) = 10/(33 + 20) = 0,1887 A
τ = L/R = 100/53 = 1,887 ms
i(t) = 0,1887 + (0,303 − 0,1887)·e−t/τ

Verilen andaki akım

i(5) = 0,1887 + (0,1144)·e−5/1,887 = 0,1968 A

Cevap

i = 0,1968 A
7.Seri ve paralel dirençler

Cevap: Req = 9,667 Ω

Seri ve paralel dirençler: seride her dirençten aynı akım geçer ve R = R₁ + R₂ + …. Paralelde her direncin gerilimi aynıdır ve 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Merdiven ağı, tek bir eşdeğer direnç kalana kadar çift çift indirgenir.

R1​ = 3 ΩR3​ = 5 Ω+−V1​15 VR2​10 ΩAR4​15 ΩB

Dirençleri en uzak uçtan birleştirin

Kaynağa en uzak uçtan başlayıp ona doğru geri gelin. Aynı akımı taşıyan dirençler seri; aynı iki düğüm arasındaki dirençler paraleldir.

R3 + R4 = 5 + 15 = 20 Ω
R2 ∥ 20 = 10·20/(10+20) = 6,667 Ω
Req = R1 + 6,667 = 3 + 6,667 = 9,667 Ω

Cevap

Req = 9,667 Ω
8.Seri ve paralel dirençler

Cevap: Req = 13,33 Ω

Seri ve paralel dirençler: seride her dirençten aynı akım geçer ve R = R₁ + R₂ + …. Paralelde her direncin gerilimi aynıdır ve 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Merdiven ağı, tek bir eşdeğer direnç kalana kadar çift çift indirgenir.

R1​ = 10 ΩR3​ = 5 ΩR5​ = 3 Ω+−V1​24 VR2​5 ΩAR4​6 ΩBR6​25 Ω

Dirençleri en uzak uçtan birleştirin

Kaynağa en uzak uçtan başlayıp ona doğru geri gelin. Aynı akımı taşıyan dirençler seri; aynı iki düğüm arasındaki dirençler paraleldir.

R5 + R6 = 3 + 25 = 28 Ω
R4 ∥ 28 = 4,941 Ω
R3 + 4,941 = 9,941 Ω
R2 ∥ 9,941 = 3,327 Ω
Req = R1 + 3,327 = 10 + 3,327 = 13,33 Ω

Cevap

Req = 13,33 Ω
9.DC–DC dönüştürücüler

Cevap: ΔIL = 3,491 A

DC–DC dönüştürücüler: bir S anahtarı, her T = 1/f periyodunun D kesri boyunca iletimdedir. Kalıcı durumda ortalama bobin gerilimi sıfırdır (volt-saniye dengesi); bu, sürekli iletimde ideal dönüştürme oranlarını verir: alçaltıcı (buck) Vo = D·Vin, yükseltici (boost) Vo = Vin/(1 − D), eviren alçaltıcı-yükseltici (buck-boost) |Vo| = Vin·D/(1 − D). İdeal bir dönüştürücü gücü korur: Vin·Iin = Vo·Io. S iletimdeyken bobin akımı ΔIL = VL·D·T/L kadar artar; burada VL, alçaltıcıda Vin − Vo, yükselticide ve alçaltıcı-yükselticide Vin’dir. Çıkış dalgalanması alçaltıcıda ΔVo = ΔIL/(8fC), yükselticide ve alçaltıcı-yükselticide Io·D/(fC)’dir. Ortalama bobin akımı ΔIL/2’ye eşit olduğunda bobin akımı sıfıra tam değiyor (CCM sınırı).

Görev oranı

D = 19,2/48 = 0,4

İletim süresinde bobin gerilimi

S iletimdeyken bobin, Vin ile Vo arasında yer alır.

VL = 48 − 19,2 = 28,8 V

Dalgalanma akımı

ΔIL = VL·D/(L·f) = 28,8·0,4/(33·10⁻⁶·100·10³) = 3,491 A

Cevap

ΔIL = 3,491 A
10.DC–DC dönüştürücüler

Cevap: C = 8,182 µF

DC–DC dönüştürücüler: bir S anahtarı, her T = 1/f periyodunun D kesri boyunca iletimdedir. Kalıcı durumda ortalama bobin gerilimi sıfırdır (volt-saniye dengesi); bu, sürekli iletimde ideal dönüştürme oranlarını verir: alçaltıcı (buck) Vo = D·Vin, yükseltici (boost) Vo = Vin/(1 − D), eviren alçaltıcı-yükseltici (buck-boost) |Vo| = Vin·D/(1 − D). İdeal bir dönüştürücü gücü korur: Vin·Iin = Vo·Io. S iletimdeyken bobin akımı ΔIL = VL·D·T/L kadar artar; burada VL, alçaltıcıda Vin − Vo, yükselticide ve alçaltıcı-yükselticide Vin’dir. Çıkış dalgalanması alçaltıcıda ΔVo = ΔIL/(8fC), yükselticide ve alçaltıcı-yükselticide Io·D/(fC)’dir. Ortalama bobin akımı ΔIL/2’ye eşit olduğunda bobin akımı sıfıra tam değiyor (CCM sınırı).

Görev oranı

D = 7,2/12 = 0,6

Bobin dalgalanma akımı

ΔIL = (12 − 7,2)·0,6/(220·10⁻⁶·100·10³) = 0,1309 A

Kapasitans

C = 0,1309/(8·100·10³·20·10⁻³) = 8,182 µF

Cevap

C = 8,182 µF
11.Wheatstone köprüsü ve gerinim ölçerler

Cevap: ΔR = 4 Ω

Wheatstone köprüsü: iki gerilim bölücü tek bir Vs kaynağını paylaşır. Soldaki R1–R2 bölücüsü Va = Vs·R2/(R1 + R2), sağdaki R3–R4 bölücüsü Vb = Vs·R4/(R3 + R4) verir; çıkış Vab = Va − Vb’dir. Köprü, R1/R2 = R3/R4, yani R1·R4 = R2·R3 olduğunda dengededir (Vab = 0, ölçü aletinden akım geçmez). Çıkıştan bakıldığında köprü, Rth = R1∥R2 + R3∥R4 olan bir Thévenin kaynağıdır.

Düğüm gerilimi

Va = 1,5 + 0,01485 = 1,515 V

Bölücüyü çözün

R₂ = 200·1,515/(3 − 1,515) = 204 Ω
ΔR = 204 − 200 = 4 Ω

Cevap

ΔR = 4 Ω
12.Wheatstone köprüsü ve gerinim ölçerler

Cevap: G = 1250

Gerinim ölçerler: bir gerinim ölçer direncini gerinimle değiştirir: ΔR/R = GF·ε; burada GF gerinim ölçer çarpanı olup metal folyo için yaklaşık 2’dir. Tüm kolları R olan bir köprüde tek etkin gerinim ölçer (çeyrek köprü) Vo ≈ Vs·GF·ε/4 verir. Bitişik kollarda zıt gerinimli iki etkin gerinim ölçer (yarım köprü) Vs·GF·ε/2, dört etkin gerinim ölçer (tam köprü) ise Vs·GF·ε verir. Gerilme, Hooke yasasından bulunur: σ = E·ε. Yük hücreleri duyarlılıklarını mV/V olarak belirtir: tam yükte, volt başına uyarma gerilimi için çıkış.

Tam ölçekte köprü çıkışı

Vo = 4 mV

Kazanç

G = 5/0,004 = 1250

Cevap

G = 1250
13.Sayısal mantık: kapılar, K-haritaları ve flip-floplar

Cevap: N = 4

Karnaugh haritaları: hücreler Gray koduyla (00, 01, 11, 10) sıralanır; bu yüzden komşu hücreler, kenarların karşısındakiler dahil, tam olarak tek değişkende farklılaşır. 1’leri 1, 2, 4, 8 ya da 16 hücrelik dikdörtgenler içinde, olabildiğince büyük ve olabildiğince az sayıda gruplayın; her 1 kapsanana kadar. Her grup bir çarpım terimidir: grubun içinde sabit kalan değişkenler. 2ᵏ hücrelik bir grup k değişken kaybeder. Fark etmez durumları (X) grupları büyütmek için kullanılabilir ama kapsanmaları gerekmez. 0’ları gruplamak en küçük POS biçimini verir.

ABC00011110010011030214051706

0’ları gruplayın

Her grup 2ᵏ hücrelik bir dikdörtgendir; kenardaki hücreler karşı kenardaki hücrelerin komşusudur.

(B′ + C)
(A + C)
(A + B′)
(A′ + B + C′)

En küçük POS biçimi

F = (B′ + C)(A + C)(A + B′)(A′ + B + C′)
N = 4

Cevap

N = 4
14.Sayısal mantık: kapılar, K-haritaları ve flip-floplar

Cevap: N = 2

Karnaugh haritaları: hücreler Gray koduyla (00, 01, 11, 10) sıralanır; bu yüzden komşu hücreler, kenarların karşısındakiler dahil, tam olarak tek değişkende farklılaşır. 1’leri 1, 2, 4, 8 ya da 16 hücrelik dikdörtgenler içinde, olabildiğince büyük ve olabildiğince az sayıda gruplayın; her 1 kapsanana kadar. Her grup bir çarpım terimidir: grubun içinde sabit kalan değişkenler. 2ᵏ hücrelik bir grup k değişken kaybeder. Fark etmez durumları (X) grupları büyütmek için kullanılabilir ama kapsanmaları gerekmez. 0’ları gruplamak en küçük POS biçimini verir.

Asal implikantlar

1’lerden ve X’lerden oluşturulabilen en büyük gruplar.

B′CD′, BC′D, A′CD′, AC′D, A′B′D′, A′BD, A′BC, ABC′
ABCD0001111000011110X0010312041517X6X121130150140819011110

Temel asal implikantlar

B′CD′, AC′D
N = 2

Cevap

N = 2

ExamProblems · examproblems.com/courses/electronics-1