Direnç Nasıl Ölçülür?

Direnç, kondansatör gibi elektrik elemanlarının elektrik akımına karşı gösterdiği direnci ölçen ölçü aletine ohmmetre adı verilir. Değeri bilinmeyen direnç, ohmmetre ölçü aletinin Rucuna bağlanır. Ohmmetrenin içinde pil bulunduğu için ölçme anında başka bir akım kaynağına gerek yoktur. Mikro-ohmmetreler düşük değerlerde dirneçleri ölçer. Megerler  veya megohmmetreler ise yüksek değerlerde olan dirneçleri ölçerler. Direnç birimi (Ω) omega, direnç sembolü (R) ile gösterilir.

Direnç Ölçme Yöntemleri

Direnç; elektronikte kullanılan önemli bir elemandır. Tüm elektronik ve elektrik  devrelerinin belli bir dirençleri vardır. Bu dirençlerin değerlerine göre devrenin tasarımı yapılır. Devredeki dirençler, bazen ısı elde etmeye bazen akımı sınırlamaya, bazende gerilimi farklı değerlere bölerler. Bunun gibi daha bir çok etkileri olan dirençlerin değerini bilmek çok önem taşır.  Ohmetre ile direnç ölçülmesi mümkündür. Bu tip ölçmeler direkt yöntemle yapılan ölçmelerdir. Yani direnci devreden ayırıp iki ucunu köprü uçlarına bağlayıp değerini direkt okunabilir. Bu ölçme ile sağlıklı ölçüm yapılmasına ragmen, bu yöntemleri her yerde kullanılamamaktadır. Zira bazı dirençler, devreden sökülmeden bulunduğu yerde değerleri ölçülür. İşte bu tip dirençlerin değerini ölçme yönteminede endirekt ölçme adı verilir.

Endirekt ölçme ohm kanununa göre yapılır. Direncin devrede gösterdiği işlevlerinden faydalanarak değer belirlenir. Direncin devre akımı ve gerilimindeki etkileri, R = I / U formülünde yerine konulduğunda sonuç direnç değerini belirler.

R = Direnç, I Akım, U gerilim

Direnç ölçümünde kullanılan yöntemler:

  • Ampermetre – Voltmetre yöntemi ile direnç ölçme
  • Gerilim düşümü yöntemi ile direnç ölçme
  • Voltmetre yöntemi ile direnç ölçme
  • Ayarlı standart bir direnç ve ampermetre ile direnç ölçümü
  • Standart bir direnç ve ampermetre ile direnç ölçme
  • Ampermeter ve vatmetre ile direnç ölçme
  • Voltmetre ve vatmetre ile direnç ölçme
  • Potansiyometre ile direnç ölçümü 

Ayrıca köprülerle direnç ölçümü yapılır: Bunlar;

  • Wheatstone (veston) köprüsü
  • Telli veston köprüsü
  • Thomson (tomson) köprüsü

Bu ölçümlerden örnek olarak aşağıdaki ampermetre- voltmetre yöntemi ile yapılan direnç ölçme verilmiştir.

Ampetmetre – Voltmetere Yöntemi ile Direnç Ölçme

Bu yöntemle direnç ölçümü yapılırken, devreye bir voltmetre ve bir de ampermetre bağlanır. Bilinmeyen Rx direncinin değeri, ohm kanunundan faydalanarak bulunur.

Rdirençten geçen akım, devreye bağlı olan ampermetre den amper, devreye bağlı olan voltmetre ile Rx üstündeki gerilim volt olarak okunur. Sonra Rx = formülünde yerine konur. Sonuç; direncin değeri ohm olarak bulunur. (Rx = U / I ohm) dur.

Bu ölçmede; ölçmek istediğimiz direnç, Rx direncinin değerine yakın olmakla beraber gerçek değeri değildir. (Yani bir hata vardır.) Bu hata, devreye bağlanan ampermetrenin belli bir direnci olduğu ve devreye bağlanan voltmetrenin de devreden akım çekmesinden dolayı oluşur.

Diğer taraftan ölçü cihazları ne kadar hassas olursa olsunlar ve hatta okuma hatası bile olmasa, yine ölçme hatalıdır. Çünkü bağlantıda yöntem hatası vardır. Onun için, ölçme yapanların bu konuda dikkatli olması gerekir. Bu sebepten, ampermetre-voltmetre yöntemine göre direnç ölçmek için aletler devreye iki şekilde bağlanır.
Ampermetre; voltmetreden önce bağlanmış ise buna önce bağlama, voltmetreden sonra bağlanmış ise sonra bağlama yöntemi denir.

  • Önce Bağlama

Devreye önce ampermetre sonra voltmetre bağlanmıştır (Amon bağlantı). Ölçülecek  direncin değeri ise;

Rx = U / Ix

Önce bağlama

Şekildeki bağlantıya göre ölçülmek istenen Rx direnci, voltmetre direnci ile paralel bağlı olduğu görülür. Bu sebepten ampermetre, sadece Rx direncinden geçen akım değil, voltmetreden geçen akımı da birlikte gösterir. (I = Iv + Ix).

O halde Rx direncinden geçen gerçek akım, ampermetrenin gösterdiği değerden biraz küçüktür, yani;

Ix = I – Iv dir.

Bu formüllere göre;

Rx= E / I – Iv olur.

Eğer voltmetreden geçen Iv akımı bilinmiyor ise ohm kanunu’ na göre Iv = E / Rv  dir. Rx direncinin gerçek değeri Rx = E / I – Iv olur.

Rx =E / I – E/ Rv bu formüldeki E (U) ve I değeri, devreeki cihazlardan okunur. Rv ise voltmetrenin iç direnci olup aletin üzerinde yazılıdır. Değil ise bir ohmmetre ile ölçülebilir.

Bu bağlantı ile ölçülecek Rx direnci, voltmetre direncinin yanında (1/100) den çok küçük ise hatada küçük olur. Yani Iv akımı Ix akımının yanında ihmal edilebilinir (Iv ≈0). Bu durumda I = Ix olacağından, ölçülen direncin değeri de, Rx=U / I formülü ile hesaplanır. Sonuç olarak; Bu bağlantı küçük dirençlerin ölçülmesinde kullanılır. Büyük dirençlerin ölçümünde hatalı ölçme yapılır. Eğer kullanılan voltmetre elektrostatik tipten ise ölçülen direnç hatasız çıkar. 

  • Sonra Bağlama

Bu bağlantıya göre bağlama önce ampermetre sonra voltmetre bağlanmıştır (aval bağlantı). Sonra bağlama şekildeki bağlantı ile ölçülecek Rx direncinin değeri; ohm kanuna göre:

Rx = Ux / I formülü ile hesaplanır.

Sonra bağlama

Sonra bağlama

Devredeki ampermetre, doğrudan doğruya Rx üzerinden geçen gerçek I akımını gösterir. Voltmetre ise sadece Rx direnci üzerinde düşen gerilimi değil, Rx direnci ile seri bağlı ampermetreki, gerilim düşümünüde birlikte gösterir. (E = Ex + EA) olur.

Bu değere göre hesaplanan direnç, Rx direncinin gerçek olmayıp, ampermetre direncinin değeri kadar fazla olur. (R = Rx + RA). Onun için ampetmetrede düşen gerilimi, voltmetreden okunan değerden çıkarmak gerekir. Yani;

Ex = E – EA

Bu formüle göre; Rx direncinin gerçek değeri

Rx= E – EA / I

Ampermetre de düşen gerilimin ohm kanununa göre değeri ise;

EA = I. RA

Bu değeri de yerine koyduğumuzda Rx direncinin gerçek değerini bulmuş oluruz.

Rx = E / I-RA

Eğer ampermetrenin RA direnci, ölçmek istediğimiz Rx direncinin yanında (1/100 den) çok küçük ise yani Rx direnci RA nın 100 katından büyük ise böyle büyük bir değer yanında ampermetredeki gerilim düşümü %1 hata ile ihmal edilebilir. (EA≈ 0)yani, E = EX olur. Bu durumda cihazlarda okunan değerlerden , Rx değeri bulunmuş olur. (Rx=E /I): O halde yöntem büyük dirençlerin ölçülmesinde kullanılır.

Ampermetre ve Standart Direnç Yöntemi ile Direnç Ölçme

Direnç ölçümü

Bu yöntemle ölçme bilinen bir direnç kullanarak yapılır. Bilinen direnç  ayarlanabilir olmalıdır. Bunun için uygun olan direnç kutusudur. Ölçme yaparken;

  • Yukarıdaki şekle göre; K anahtarı 2 konumuna getirilir, ampermetreden Ix akımı okunur. Okunan bu değer bir yere kaydedilir.
  • K anahtarı 1 konumuna getirilir. Ampermetre den geçen akım, direnç kutusunda bulunan dirençleri ayarlayarak, daha önce okunan I akımına eşit yapılır.

Aynı gerilim altında eşit akım geçiren dirençler birbirine eşit olacağı için Rx = RK olur. RK bir direnç kutusudur ve değeri üzerinden okunabilir. Yani direnç kutusunda okunan değer Rx direncinin değeridir. Bu sistemde herhangi bir hesaplamaya gerek yoktur.

Analog Ölçü Aleti ve Dijital Ölçü Aleti İle Direnç Ölçümü 

Ölçü aleti nasıl kullanılır? Ölçü aleti kullanımı; Analog ölçü aleti avometre ile ölçüm yaparken ölçü aleti sıfırlanır. Alet direnç değerini doğrudan doğruya ohm (Ω) olarak gösterir. Analog ölçü aleti ile direnç ölçmeden önce Rx uçları kısa devre yapılır.  Bu durumda aletin ibresi sıfır noktasına doğru hareket eder.  İbre sıfırda durmaz ise aletteki (sıfır) yazılı düğme ile ibrenin sıfıra gelmesi sağlanır.

Dijital avometre

Dijital avometre

Bundan sonra ölçülmesi istenen direnç bağlanarak, değeri ohm metre bölümlü yüzeyinden ohm olarak direnç okuma yapılır. Değeri büyük dirençlerin ölçülmesi için, direnç konum komitatörü (kademeli- anahtar) ile Ω . 1000 yada Ω . 10000…gibi büyük değerlere alınır. Bundan başka direnç, devreye bağlanan dijital voltmetre ve dijital ampermetre ile de ölçülebilir.

Dijital ölçü aleti avometre ile ölçüm yaparken sıfırlama ayarı yapılmaz. Bazı dijital ölçü aleti avometrelerde kademe bulunmaz. Direnç bağlandığı zaman direkt olarak kademeyi kendisi ayarlar ve ölçüm yapar. Kademesi olan avometrelerde ise direnç proplara bağlanır, ekranda en hassas değer okunana kadar kademe küçültülürek veya büyültülerek direnç okuma yapılır. Okunan değer kademeyle çarpılır ve direnç değerleri bulunur. Dijital ölçü aleti avometrelerde direnç okuma, analog ölçü aletlerine göre daha kolaydır.  

Ölçü aletleri firmaları tarafından imalatı yapılan ölçü aletlerinin dijital veya analog olmasına göre ölçü aletleri fiyatları farklılık gösterir.

 

 

 

Paylaş

*