· EEM202

EEM202 Devre Teorisi II: PSpice Ödevleri 1–4 (RLC Tepkisi, RC-RL, Üç Fazlı Devreler, Trafolar)

EEM202 – Devre Teorisi II · 11.04.2013 · 16.10.2026

Bu yazı, Başkent Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği EEM-202 Devre Teorisi-2 Laboratuvarı'nda verilen dört PSpice ödevinin föylerini bir araya getiriyor: Ödev-1 RLC doğal ve basamak tepkisi, Ödev-2 RC ve RL devreleri, Ödev-3 üç fazlı devreler, Ödev-4 trafolar. Ödev-3 ve Ödev-4 föyleri Nisan 2013 tarihli; föylerdeki teslim tarihleri de o döneme ait. Föy metinleri aktarıldı, PSpice şemaları görsel olarak eklendi. Dört föyün orijinal dosyaları yazının sonunda ZIP olarak indirilebilir.

PSpice Ödev-1: RLC doğal ve basamak tepkisi

Şekil-1: paralel R = 20 kΩ, L = 8 H, C = 0.125 µF devresi; iR, iL, iC akımları ve v(t) gerilimi — Ödev-1, Şekil-1: paralel RLC devresi

Bölüm-1: Doğal tepki

Soru 1. PSpice kullanarak V₀ = 0, I₀ = −12.25 mA (8 H değerindeki bobin üzerinden geçen akımın başlangıç değeri), C = 0.125 µF, L = 8 H, R = 20 kΩ değerleri için Şekil-1'deki devreyi kurun.

a. Zamana karşı v(t) grafiğini 0 < t < 11 ms aralığında çizdirin.
b. Zamana karşı v(t) grafiğini 0 < t < 1 s aralığında çizdirin.
c. Zamana karşı i_L(t) grafiğini 0 < t < 11 ms aralığında çizdirin.
d. Grafiklere ve değerlere bakarak devrenin sönüm tepkisini (damping response) belirtin.

Soru 2. Aynı devrenin kritik sönümlü durumunu görmek istersek: (a) yeni R değerini hesaplayın; (b) v(t) ve (c) i_L(t) grafiklerini 0 < t < 1 s aralığında çizdirin.

Soru 3. Aynı devrenin aşırı sönümlü durumunu görmek istersek: (a) yeni R değerini hesaplayın; (b) v(t) ve (c) i_L(t) grafiklerini 0 < t < 1 s aralığında çizdirin.

Bölüm-2: Basamak tepkisi

Şekil-2: aynı paralel RLC devresine I akım kaynağı bağlanmış hâli — Ödev-1, Şekil-2: basamak tepkisi devresi

Şekil-2'deki devrede, daha önceki devreye I = 20 mA'lik bir akım kaynağı bağlanmıştır. Buna göre R = 20 kΩ, R = 4 Ω ve R = 1 Ω için sönüm tepkilerini elde edin.
i_R(t), i_L(t) ve i_C(t)'yi uygun zaman aralığında çizdirin.
Sonuçları rapor hâline getirin (üç farklı sönüm tepkisi ve üç farklı PSpice grafiği) ve yorumlayın.

Not: Bu devrede α = 1/(2RC), ω₀ = 1/√(LC) = 1000 rad/s olduğundan kritik sönüm R = 4 kΩ'da oluşur (R = 20 kΩ'da α = 200 s⁻¹, eksik sönüm). Bölüm-2'deki "R = 4 Ω ve R = 1 Ω" değerleri büyük olasılıkla 4 kΩ ve 1 kΩ olmalıydı; 4 Ω ve 1 Ω ile iki durum da çok aşırı sönümlü olur. Föy hâliyle bırakıldı.

Ödev teslimi: Ödevi her iki şube de 9 Mart Cuma, saat 16.30'a kadar teslim etmelidir. Geç verilen ödevler düşük notlandırılır.

PSpice Ödev-2: RC ve RL devreleri

Soru 1. PSpice kullanarak V_pulse = 12 V (kare dalga), C = 1 µF, R = 1 kΩ değerleri için Şekil-1'deki devreyi kurun.

a. (20 puan) Zamana karşı V_R(t), V_C(t), I_C(t) grafiğini çizdirin. (En az 5 periyot gözlenmeli. Periyot için τ'nun değerini dikkate alınız. İpucu: 5τ)
b. (15 puan) Kapasitöre 0.5 µF, 1 µF, 1.5 µF değerlerini vererek V_o grafiğini aynı koordinat düzleminde çizdirin. τ'nun değişimini hesaplayın.
c. (15 puan) Bir önceki bölümde C değerlerini değiştirdiğimizde elde edilen grafik üzerine yorum yapın.

Şekil-1: VPULSE kaynağı (V1 = 0, V2 = 12, PW = 6 ms, PER = 10 ms), 1 kΩ direnç ve parametrik C1 = {cdeg} — Ödev-2, Şekil-1: RC devresi

Soru 2. PSpice kullanarak V_pulse = 12 V (kare dalga), L = 1 H, R = 1 kΩ değerleri için Şekil-2'deki devreyi kurun.

a. (20 puan) Zamana karşı V_R(t), V_L(t), I_L(t) grafiğini çizdirin.
b. (15 puan) Bobine 0.5 H, 1 H, 1.5 H değerlerini vererek V_o grafiğini aynı koordinat düzleminde çizdirin. τ'nun değişimini hesaplayın.
c. (15 puan) Bobin voltajı ve kapasitör akımlarının grafiklerine bakarak aralarındaki benzerlik hakkında yorum yapın.

Şekil-2: VPULSE kaynağı (V1 = 0, V2 = 100, PW = 5 ms, PER = 10 ms), parametrik R2 = {rdeg} = 1 kΩ ve L1 = 1 H — Ödev-2, Şekil-2: RL devresi

Not: Föyün metninde RL devresi için de V_pulse = 12 V yazıyor; Şekil-2'deki PSpice kaynağında ise V2 = 100 V görünüyor. Föy hâliyle bırakıldı.

PSpice Ödev-3: 3 fazlı devreler

Aşağıda verilen devreyi (hat başına 6 mH ve 1.5 Ω; yük kollarında 85.5 Ω ve 350 mH):

Üç fazlı devre: üç kaynak, 6 mH + 1.5 Ω hatlar ve 85.5 Ω + 350 mH yük kolları — Ödev-3: üç fazlı devre

a) Analiz ediniz: (1) Devre dengeli mi? (2) Kaynak nasıl bağlı? (Yıldız-üçgen) (3) Yük nasıl bağlı? (Yıldız-üçgen)
b) Faz ve hat akımlarını hesaplayınız.
c) PSpice ile çiziniz ve benzetimini (simülasyon) yapınız. Faz ve hat akımlarının (yükteki), faz ve hat gerilimlerinin (kaynaktaki) büyüklük ve fazlarını bulunuz.
d) Yük ve kaynaktaki aktif, reaktif ve karmaşık güçleri bulunuz.

Ödev teslimi: Ödevi her iki şube de 19 Nisan 2013 saat 17:00'ye kadar teslim etmelidir. Geç verilen ödevler düşük notlandırılır.

PSpice Ödev-4: Trafolar

Amaç: Bu çalışmanın amacı, ideal ve doğrusal trafoların benzetimini yaparak nasıl çalıştıklarını anlamaktır.

Bölüm-1

A. Aşağıda verilen devreyi L1 = 20 H, L2 = 2000 H, k = 1 için kurunuz.

v₁(t) ve v₂(t) sinyallerini elde ediniz. Genlik ve faz değerlerini karşılaştırınız.
i₁(t) ve i₂(t) akımlarını bulunuz. Aynı şekilde karşılaştırınız.

Trafo devresi: VAMPL = 311 V, FREQ = 50 Hz kaynak, R1 = 100 Ω, TX1 trafosu ve R2 = 10 kΩ yük — Ödev-4: trafo benzetim devresi

B. Aynı devreyi bu kez L1 = 10 H, L2 = 1 H, k = 0.85 için kurunuz.

v₁(t) ve v₂(t) gerilimlerinin genlik ve fazı nasıl değişti?
i₁(t) ve i₂(t) akımlarını karşılaştırınız.

Çalışmanızı detaylı bir şekilde raporlayınız. Puanınızı raporunuzun içeriği ve düzeni belirleyecektir.

Ödev teslimi: Ödevi her iki şube de 3 Mayıs 2013 saat 17:00'ye kadar teslim etmelidir. Geç verilen ödevler düşük notlandırılır.