Elektrik Mühendisliği pratik sorular

[admin]

Elektrik Mühendisliğinin kapsamına giren tüm konuları kapsayan Yıldız Teknik Üniversitesinin değerli hocalarından Sayın Selim Ay'ın hazırladığı dokümanı faydalı olması dileğiyle yayınlıyoruz. Hocamızdan Allah (cc) razı olsun.

*** SUNUŞ ***
2011 yılında 100. kuruluş yılını kutlamış olan Yıldız Teknik Üniversitemizin Elektrik
Mühendisliği Bölümü öğrencileri için, hem çeşitli kaynaklardan yararlanılarak hem de
orijinal olarak üretilerek ortaya çıkmış olan
“PRATİK SORULAR (SORU BANKASI),
öğrencilerimizin mevcut teorik ve pratik bilgilerini uygulamaya koymaları ve
kendilerini sınamaları açısından yararlı olacağı düşünülerek hazırlanmıştır.
Öğrencilerimizin boş zamanlarında bu soruları incelemeleri, cevaplama yönünde çaba
harcamaları, henüz almadıkları derslere ait sorular varsa bunları geçmeleri, olabilecek
bilgi eksikliklerini belirleyerek gidermeleri ve –gerektiğinde- ilgili hocalarından yardım
almaları çok yararlı olacaktır. Bu sorular; elektrik mühendisliğinin tüm konularını
kapsayacak şekilde TEORİ, TASARIM, TERMİNOLOJİ, UYGULAMA ve ÖLÇME
alanları ile TEMEL MATEMATİK ve FİZİK alanlarını içermektedir. Sorular, belirli
bir alandaki sorulara odaklanmayı önlemek için, özellikle kategorize edilmemiştir.
Yurt dışında bu tür sorular oldukça yaygındır. Bu tür sorular (İng: Objective Type
Questions, Review Questions, Short Questions) doktora, sertifika programı, profesyonel
mühendis belgesi, vb. giriş sınavlarında (Entrance Exams) yaygındır. Salt bu sınavlara
özgü (ücretli) kurslar, kitaplar ve eğitim CD’leri bulunmaktadır. Yıl içi sınavlarda
(midterm exams) ve yıl içi ödevlerde de (assignments) bu tür sorular vardır.
Bu tür soruların en önemli yanları şunlardır:
• Bu tür sorular açık ve kısa olduğundan, cevaplama süreleri genelde çok kısadır.
Böylece olabildiğince çok soru sorma ve cevaplama olanağı doğmaktadır.
• Sayısal sorular belirli konularda kurgulanabildiği halde, bu tür sorular çok geniş
bir konu yelpazesinde hazırlanabilir. Şekil (Figure) ve formül gerekmez.
• Bu tür sorular teorik birikimin sınanması bakımından son derece yararlıdır.
• Bu tür sorular, yerine göre, “Doğru/Yanlış (True or False)”, “Evet/Hayır
(Yes/No)”, “Boş yerleri doldurunuz (Fill in the Blanks)” ve “Çoktan seçmeli
(Multiple Choice)” formatlarında olabilmektedir.
Bu tür soruların ülkemizdeki -mesleki bakımdan- en önemli örnekleri Tıp ve Diş
hekimliğindeki Uzmanlık Sınavlarıdır (TUS ve DUS). Elektrik Mühendisliğinde ise;
• Lisansüstü giriş sınavları (yazılı veya mülakat) sırasında,
• İş başvuru sınavları (yazılı veya mülakat; written / oral examination) sırasında,
• Uzun yıllardır yurt dışında yapılmakta olan, gelecekte ülkemizde de yapılması
gündemde olabilecek “Profesyonel Mühendis (PE)” sınavları sırasında,
bu tür sorular ile karşılaşma olasılığı bulunmaktadır.
Aşağıdaki sorular hazırlanırken, çok basit (sığ) sorulara asla yer verilmemiştir. Örneğin
kimi “Objective Type Electrical Engineering” kitaplarında yer alan 10 ohm’luk
dirençten 2 A geçiyorsa, uç gerilimi kaç volt olur? gibi bir soru, Bölümümüz öğrencilerine
yöneltilemeyecek kadar sığ bir sorudur. Soruların öğrencilerimizin teorik bilgi
birikimini ölçmelerine katkı sağlayacak nitelikte olmasına dikkat ve özen gösterilmiştir.
19 Kasım 2012 tarihi itibariyle, bu linkte yer alan soru sayısı 9500 dür.
Soruların gerek sayı gerekse içerik bakımından oldukça geniş kapsamlı tutulmasına da
özen gösterilmiştir. Sonuç olarak;
• Soruların cevapları için genellikle “formül bilgisi” gerekmemektedir. (Bilindiği
gibi, zaman içinde formüller unutulmuş olabilir; ancak temel teorilerin ve
kavramların unutulmaması gerektiği açıktır.) Sayısal içerikli sorular çok temel
konulara aittir ve genel temel bilginin sınanması hedeflenmiştir.
• Sorular açık ve kısadır. Standart terminolojiye ve SI birim sistemine özen
gösterilmiştir.
• Sözel her soru için 3 dakikadan daha fazla zaman ayırmayınız.
• Geçmiş yarıyıllardaki ders notlarınızdan ve kitaplardan da yararlanabilirsiniz.
• Soru sayısı ilk bakışta çok gibi gözükse de, Üniversite Sınavlarına hazırlanırken
binlerce soru çözdüğünüzü unutmayınız.
• Elektrik Mühendisliğinin her alanına yayılmış bu kadar çok soruya, yerli veya
yabancı başka kaynaklarda erişebilme olanağı bulunmamaktadır.
Teorik yönden sağlam bir bilgi birikimine sahip öğrencilerimizin yetiştirilmiş olması,
hepimizin ortak beklentisi ve dileğidir. Bu nedenle “(cevap verdiğiniz soru sayısı) /
(incelediğiniz soru sayısı)” oranı bir gösterge olup, özellikle 8. yarıyıldaki öğrencilerimiz
için bu oranın ≥ 0.50 olması beklenmektedir.
Görüş ve önerilerinizi selimay@yildiz.edu.tr adresine göndermenizi dilerim.
NOT:
©
“PRATİK SORULAR (SORU BANKASI)” nın her hakkı saklıdır ve
yazarına aittir. Bu soruların tamamı veya bir bölümü yazarın yazılı izni
olmadan (gerek kağıda basılı olarak gerekse web ortamında)
yayımlanamaz, not haline getirilemez, fotokopi vb. yollarla çoğaltılamaz ve
dağıtılamaz. Aksi davranışta bulunanlar, 5846 sayılı Yasa ve bu Yasa’ya
eklenen diğer (ek) madde hükümleri çerçevesinde sorumlu olurlar.
PRATİK SORULAR (SORU BANKASI) kesinlikle ticari amaçlı olarak
hazırlanmış değildir. Bu nedenle sorular, Y.T.Ü. Elektrik Mühendisliği
Bölümü öğrencilerine yönelik olmakla birlikte, web ortamında doğal
olarak, diğer üniversitelerdeki öğrenciler ile meslekdaşlarımızın da
paylaşımına açıktır.
Soruların en az 3/4' lük bölümü orijinaldir.
Sorular, yaklaşık 6 yıldan günümüze kadar değişik aralıklarla güncellenmiştir
(Bir önceki güncelleme Mart 2012’de yapılmıştı ve bu tarihteki soru sayısı 8372 idi.)
Son güncelleme: 19 Kasım 2012
Dr. Selim AY
EK AÇIKLAMA:
Elektrik mühendisliğinde, MÜDEK ve BOLOGNA ölçütleri
kapsamında;
• Temel matematik ve fen bilgilerine sahip olma,
• Temel elektrik mühendisliği bilgilerine sahip olma,
• Bir elektrik mühendisliği problemini tanımlama ve çözme,
becerilerini sınamaya yönelik sayısal sorular (problemler);
MÜDEK ve BOLOGNA ölçütlerine göre öğretimi hedefleyen
Y.T.Ü. Elektrik Mühendisliği Bölümü’nde okutmakta olduğum
• ELEKTRİK ENERJİSİ EKONOMİSİ ve
• ENERJİ İLETİM HATLARI
Derslerinin 2006-2012 yıllarına ilişkin 1. vize, 2. vize ve final
sınav sorularının içeriğinde yer almaktadır.
Söz konusu sınav sorularına, www.yildiz.edu.tr/~selimay
sayfasındaki “Eski Sınav Soruları” linkinden ulaşılabilir.
Şıklı ve şıksız çok sayıdaki sınav sorusunun tümü orijinal nitelikte
olup, çözümler için gerekli bağıntılar da verilmiştir.
Bu sorular, sayısal soru çözme becerilerini sınamak isteyen
öğrencilerimiz ve ilgililer için, kapsamlı bir SAYISAL SORULAR
(SORU BANKASI) niteliğindedir.
Dr. Selim AY
19 Kasım 2012
PRATİK SORULAR (SORU BANKASI) Dr. Selim AY/ YTÜ Elektrik Müh. Böl.
Sayfa 1
PRATİK SORULAR (SORU BANKASI)
Aşağıdaki sorular uzun matematiksel işlemleri gerektirmemektedir. Cevapları genellikle
sözel olup yalnızca birer cümleden (ya da kısa işlemlerden) oluşmaktadır.
1. 35/0.4 kV luk trafo S (kVA) gücüyle tanımlanırken, örneğin 40 kW lık bir asenkron
motor P (kW) gücüyle tanımlanır. Neden?
2. 40 kW lık asenkron motorun güç katsayısı daima sabit midir? Neden?
3. Determinant hangi durumlarda hesap edilemez veya söz konusu değildir?
4. Diferansiyel denklem ile cebirsel denklem arasındaki fark nedir?
5. Lineer ve lineer olmayan diferansiyel denklemlere birer örnek veriniz.
6. Katsayıları zamanla değişen diferansiyel denkleme (Elektrik Mühendisliğinden) bir
örnek veriniz.
7. Güç akışı analizlerinde “salınım barası (slack busbar)” neden kullanılmaktadır?
8. Kararlılık analizinde “eşit alan kriteri (equal area criterion)” ne amaçla
kullanılmaktadır?
9. Bir güç trafosunun yıldız noktasının doğrudan veya direnç ya da bobin üzerinden
topraklanmasının ne yararı vardır?
10. Orta gerilim hatlarında neden demet iletkenler kullanılmaz?
11. 380 kV luk bir iletim hattında hattın kondüktansı G (siemens/km) nasıl bulunabilir?
12. Kesici (disjonktör) boyutlandırmasında, χ ve μ katsayıları neden ve nasıl kullanılır?
13. Enerji iletim hatları neden çoğu kez “Pİ eşdeğer devresi” ile modellenir?
14. 154 kV luk bir kafes direğin topraklama elektrotundan ne zaman akım akar?
15. Enerji sistemlerinde, akım dağılımı analizi yerine, güç akışı analizi yapılır. Neden?
16. Enerji sistemleri ile ilgili hesaplarda Jacobian matris (J) nerede ve ne amaç için
kullanılır? Bu matris her zaman “kare matris” özelliğinde midir?
17. Endüksiyon motorlarına “asenkron motor” da denilmektedir. Senkron sözcüğünün
önündeki “a” neden gelmiştir?
18. Enerji iletim hatlarında “off-set hesabı” hangi durumlarda yapılmaz?
19. Bir kafes direğin çevresinde “adım gerilimi”nin oluşabilmesi için gerek koşul nedir?
20. Bir kafes direğin çevresinde “temas gerilimi”nin oluşabilmesi için gerek koşul nedir?
21. Camper bağı hangi tip direklerde ve ne amaçla kullanılır?
22. Hava hatlarında “Stockbridge damper” ne amaçla kullanılır?
23. 12 elemanlı bir zincir izolatörde, hangi durumlarda her elemanın uçları arasına eşit
gerilim düşer?
24. 300 km lik bir enerji iletim hattında iki noktada çaprazlaştırma (transpozisyon) direği
kullanılmıştır. Bu direklerden dört noktada kullanılmış olsaydı, ne değişirdi?
25. Enerji iletim hatlarında, direkler için, hangi durumlarda “kamçılanma hesabı”
yapmaya gerek yoktur?
26. Enerji iletim hatlarında neden “dalgalanan (salınımlı) güç (pulsating power)” hesabı
yapılmaz?
27. 380 kV luk bir iletim hava hattında kapasitif kaçak akım (IC) nasıl ölçülebilir?Ampere
yasasını ifade ediniz ve bir uygulama alanını belirtiniz.
PRATİK SORULAR (SORU BANKASI) Dr. Selim AY/ YTÜ Elektrik Müh. Böl.
Sayfa 2
28. Faraday yasasını ifade ediniz ve bir uygulama alanını belirtiniz.
29. Gauss yasasını ifade ediniz ve bir uygulama alanını belirtiniz.
30. Yuvarlak kutuplu (round pole) senkron generatöre ilaveten çıkık kutuplu (salient pole)
senkron generatör de kullanılmaktadır. Neden?
31. Yz5, Yd0 simgeleri neyi ifade etmektedir? Son rakamların değişmesi halinde fiziksel
olarak ne olmaktadır? Bu bağlantılar nerelerde kullanılmaktadır?
32. Hatlarda “spacer (ara tutucu)” nerede ve ne amaçla kullanılır?
33. Yer altı enerji dağıtım kablo kanalında kullanılan “kum”un görevleri nedir?
34. 380 kV ve 380 V luk iki şebekenin kısa devre hesapları arasında, ne fark vardır?
35. Kısa devre hesaplarında kullanılan başlıca varsayımlar nelerdir?
36. Buchholz rölesi hangi tip trafolarda ve ne amaçla kullanılır?
37. Fourier analizi ne zaman ve ne amaçla kullanılır?
38. Enerji sistemlerinde “bara empedans matrisi” nasıl oluşturulur?
39. Bir trafo hücresinde silikajelin (silica gel) fonksiyonunu kaybettiği nasıl belli olur?
40. Bir iletim hattının 70. kilometresinde, faz camperlerinden biri kopacak olsa ne olur?
41. “Temel İzolasyon Seviyesi BIL (Basic Insulation Level) “ ne anlama gelir?
42. Laboratuar ortamında bir “elektrik alanını(E)” nasıl elde edebilirsiniz?
43. Laboratuar ortamında bir “magnetik alanı (B)” nasıl elde edebilirsiniz?
44. Laboratuar ortamında bir “döner alanı” nasıl elde edebilirsiniz?
45. Laboratuar ortamında bir “elektromagnetik alanı” nasıl elde edebilirsiniz?
46. Laboratuar ortamında L (mH) değerinde bir endüktansı nasıl yapabilirsiniz?
47. Laboratuar ortamında C (mikrofarad) değerinde bir kondansatörü nasıl yapabilirsiniz?
48. 380 kV luk bir hava hattında akım taşıma kapasitesini etkileyen parametreler nelerdir?
49. 380 kV luk bir yer altı kablosunda akım taşıma kapasitesini etkileyen parametreler
nelerdir?
50. Fazör, vektör ve kompleks büyüklük kavramlarını açıklayınız.
51. Doğru akım enerji iletim hattında “harmonik reaktif güç” kavramı nedir?
52. Bir iletim hattında “irtifak maliyeti” hangi parametrelerin bir fonksiyonudur?
53. Bir iletim hattında “istimlak maliyeti” hangi parametrelerin bir fonksiyonudur?
54. Bir iletim hava hattında, hattın reaktansı ve süseptansı hangi fiziksel büyüklüklere
bağlıdır?
55. Sıfır bileşen (homopolar) akımın oluşabilmesi için gerek koşullar nelerdir?
56. Bir iletim hattı, yıldırım darbesine karşı neden hat empedansı ile karşı koymaz?
57. Elektrik makinelerinde “mıknatıslama akımı” ne anlama gelir? Neden bu ismi
almıştır?
58. Elektrik mühendisliğinde; t, s, jω ve z düzlemleri (domains) ne amaçlar için kullanılır?
Her bir kullanım alanına birer örnek veriniz.
59. Bir asenkron motorun devir yönü değiştirildiğinde “kayma(s)” değeri değişir mi?
Neden?
60. Bir güç trafosunun (34.5/0.4 kV) sabit ve değişken maliyet bileşenlerini açıklayınız.
61. 1 kV genlikli 1 saniye süreli bir darbe gerilimini devre teorisinden bilinen
fonksiyonlar yardımıyla nasıl elde edersiniz?
62. Bir F(s) fonksiyonu için “öteleme (shifting)” özelliğini ifade ediniz.
63. Bir kesicinin performansı deniz seviyesinden yükseldikçe nasıl etkilenir?
64. Bir termik santralin (100 MW), sabit ve değişken maliyet bileşenlerini açıklayınız.
PRATİK SORULAR (SORU BANKASI) Dr. Selim AY/ YTÜ Elektrik Müh. Böl.
Sayfa 3
65. Enerji, akım, gerilim, akı ve güç kavramlarını matematiksel olarak ifade ediniz..
66. Matematikteki Div, Rot, Grad ne anlama gelmektedir? Örnekler veriniz.
67. Sonsuz güçlü şebeke ne demektir? Hangi özellikleri taşır?
68. Bir fazlı ve üç fazlı asenkron motorlarda kullanılan kondansatörlerin görevleri nedir?
69. Çarpımsallık teoremini bir örnekle açıklayınız.
70. Toplamsallık (süperpozisyon) teoremini bir örnekle açıklayınız.
71. Karşılılık (resiprosite) teoremini bir örnekle açıklayınız.
72. 0.5 metre uzunluğundaki 3x120 mm2 lik XLPE kablonun “kayıp faktörünü (tanδ)”
nasıl ölçersiniz?
73. Üç fazlı asenkron motorun statora indirgenmiş eşdeğer devresinde, sağ tarafta R2′/s
yer alır. Burada s (kayma) neden “payda” da bulunmaktadır?
74. Yurtdışında 60 Hz frekansta 1 MVA lık trafo için A (kg) silisli sac ve B(kg) bakır
kullanılmıştır. Aynı kalite malzemeler kullanılmak koşuluyla, bu trafo 50 Hz için
üretilmiş olsaydı, malzeme miktarları % kaç değişecekti?
75. 16 kW lık bir asenkron motorun klemens kutusuna dokunan teknisyen parmaklarında
yanma hissetmiş olsun. Kaçak akımın değeri nasıl ölçülebilir?
76. Aynı motorun kaidesine dokunan 5 yaşındaki bir çocuk nasıl etkilenecektir?
77. Üç fazlı bir asenkron motorun, sargı, nüve, sürtünme kayıplarını “ölçme” yoluyla nasıl
tayin edersiniz?
78. 630 kVA lık bir trafonun plakasında “yükte ve boşta kayıpları” (kW) cinsinden
okunmaktadır. Bu trafonun a b c fazlarından, sırasıyla 200, 250, 220 kVA çekilecek
olsa, “kayıpları” % kaç oranında değişir?
79. Yukarıdaki trafo anma gücüyle dengeli yüklenmekle birlikte, %5 oranında akım
harmoniği de içeriyor olsaydı, “kayıpları” % kaç oranında değişirdi?
80. Yukarıdaki trafo anma anma gücüyle dengeli yüklenmekle birlikte, %3 oranında
gerilim harmoniği de içeriyor olsaydı, “kayıpları” % kaç oranında değişirdi?
81. Karakteristik (surge) empedans, neden “uzun” enerji iletim hatları için
tanımlanmaktadır?
82. Fazör ile vektör arasındaki farklar nelerdir?
83. Hava hatlarında “ark boynuzu” ne amaçla kullanılır?
84. Hangi tip hatlarda kuşkonmaz (bird guard) kullanılamaz?
85. Enerji iletim hava hatlarında kullanılan “kürelerin” görevi nedir?
86. Zincir izolatörlerde hangi durumlarda “zincir verimi” %100’e eşit olur?
87. 35 kV luk bir beton direkten toprağa doğru I (mA) değerli kaçak akım akmaktadır. Bu
direğe bir sincabın tırmanması halinde, akımın değeri değişir mi? Neden?
88. Bir akrobat, 154 kV luk hava hattının üzerine helikopterden atlamış ve iki eliyle hatta
tutunmayı başarmıştır. Hatta tutunduğu süre içinde, akrobata ait Thèvenin eşdeğer
devresini çiziniz.
89. 220 kV 60 Hz lik bir iletim hattı doğru akım hattına (HVDC) dönüştürülecektir. Yeni
DC hattın gerilimi en çok kaç kV olabilir?
90. “logaritmik ölçek” ve “yarı logaritmik” ölçekleri tanımlayıp birer örnek veriniz.
91. 500 kV luk bir enerji iletim hattının faz iletkenlerinden x metre uzaklıktaki B ve E
alanlarını formüle ediniz.
92. 200 MW lık bir termik santral 5000 kcal/kg lık kömüre göre tasarlanmıştır. Santralde
4000 kcal/kg lık kömür kullanılması halinde ne olur?
PRATİK SORULAR (SORU BANKASI) Dr. Selim AY/ YTÜ Elektrik Müh. Böl.
Sayfa 4
93. Enerji iletim hatlarında hat sabitleri (L ve C) için “ilk koşullar (initial conditions)” ne
zaman dikkate alınır?
94. Karakteristik empedansı, B ve E alanlarına bağlı olarak ifade ediniz.
95. Bir termik-magnetik şalterin “akım-zaman” karakteristiğini çiziniz.
96. Enerji iletim hava hatlarında gerilim seviyesi arttıkça, reaktans (X) ve süseptans (B)
değerleri ne şekilde değişir? Neden?
97. Üç fazlı bir trafonun primerinde, a fazının geriliminin genliği ve fazı bilinmektedir.
Sekonderdeki a fazının geriliminin genliğini ve faz açısını bulabilmek için, hangi
bilgilere gerek vardır?
100. Boşta çalışan bir trafonun birden bire şebekeye bağlanmasını elektriksel olarak
modelleyiniz



[attachment=0]pratik sorular.pdf[/attachment]