Kondansatörün dolum saati

Neler öğreneceğiz?

10 kΩ ve 100 µF ile yavaş dolan bir ölçüm noktası kur. Bir saniyede ulaşılan gerilimi son gerilimle karşılaştır.
Bu atölyede yalnız sonuca değil, tahmininin neden doğru veya yanlış çıktığına da bak. Bir deney günlüğünde giriş, beklenen sonuç, gözlenen sonuç ve düzeltme olmak üzere dört sütun aç.
Python kodu ölçüm/algoritma modelidir; GPIO pinlerine veya motora komut göndermez. Animasyon ise konuyu gösteren ayrı ve ideal bir modeldir.

Öğrenme hedefleri

1. 100 µF kondansatörün eksi şeridini bul; en az 10 V gerilim sınıfı kullan.
2. R’yi ikiye katlayınca aynı gerilime ulaşma süresi nasıl değişir?

Malzeme listesi

1. Akım sınırlamalı 3–5 V eğitim kaynağı
2. Breadboard ve jumper
3. DC multimetre
4. 10 kΩ direnç
5. 100 µF en az 10 V elektrolitik kondansatör
6. Hesap modelini çalıştırmak için Python 3 bilgisayar

Bağlantı tablosu

Adım adım yapalım

1. 100 µF kondansatörün eksi şeridini bul; en az 10 V gerilim sınıfı kullan.
2. Kaynak bağlı değilken malzemeleri tabloya göre yerleştir; her kablonun iki ucunu kalemle işaretle.
3. Ölçü aletini DC volt konumuna al. Siyah probu ortak GND’de tut; ölçüm noktalarını sırayla kontrol et.
4. Yaklaşık 1 s’de 3,16 V, 3 s’de 4,75 V bekle; hızlı ölçüm için zaman çözünürlüğü yeterli kayıt cihazı gerekir.
5. Ölçülen değerleri model koduna yazıp ideal hesapla karşılaştır. Sapmayı yalnız “yanlış” diye işaretlemek yerine tolerans, bağlantı ve ölçü aleti yükünü ayrı değerlendir.
6. Bir değişkeni değiştir, yeni sonucu önce tahmin et; deney günlüğüne ilk ve ikinci koşulu birlikte yaz.

Kod · Python 3 · deney modeli

import math
for t in [0,1,2,3,5]:print(t,round(5*(1-math.exp(-t)),3))

Kod nasıl çalışır?

τ=RC=1 s. Gerçek ölçümde kondansatör toleransı geniş olabilir. Yeniden denemeden önce kaynağı çıkarıp kondansatörü direnç üzerinden boşalt; uçları kısa devre etme.

Beklenen sonuç

Python modelinin çalıştırılan çıktısı (fiziksel ölçüm değildir):
0 0.0
1 3.161
2 4.323
3 4.751
5 4.966

Sıra sende

R’yi ikiye katlayınca aynı gerilime ulaşma süresi nasıl değişir?

Güvenli atölye

Bu çalışma düşük gerilimli eğitim içindir. Donanımı enerji kapalıyken, bir yetişkinle kur. Şebeke elektriği kullanma. Kodun derlenmesi fiziksel devrenin test edildiği anlamına gelmez.

Çalışmıyorsa kontrol et

1. Sonucu alamıyorsan programın ilk satırından başlayıp girdileri tek tek kontrol et.
2. Donanım varsa enerjiyi ayır; GND, sinyal uçları ve parça yönlerini bağlantı tablosundan doğrula.
3. Aynı anda yalnız bir şeyi değiştir; değişiklik öncesi ve sonrası sonucu günlüğe yaz.

Kontrol noktaları

1. Başlamadan önce: gerekli malzemeleri say ve giriş değerlerini deney günlüğüne yaz.
2. Kurulumdan sonra: her bağlantıyı aşağıdaki tabloyla karşılaştır; yazılım projesinde giriş listesini kontrol et.
3. Testten sonra: beklenen sonucu kendi çıktınla karşılaştır. Fark varsa ilk farklı adımı bul.

Kaynakların kullanımı

Kaynak, ilgili kavramı öğrenmek ve karşılaştırmak içindir. Türkçe görev, örnek kod ve görseller bu atölye için özgün hazırlanmıştır; kaynak makalenin çevirisi veya kopyası değildir.