Direnç Nedir?

Direnç Nedir: Direncin kelime anlamı bir şeye karşı gösterilen zorluktur. Dirençler elektrik akımına zorluk gösteren elektronik devre elemanlarına direnç (resistor) denir. Direnç bir elektrik devresin de , elektrik akımına yani yük akışına karşı konulmasıdır.

Uçlarında potansiyel fark olan bir iletkenin içinde, bir uçtan diğer uca hareket eden bir elektron direnç ile karşılaşır. Çünkü elektron bir doğru boyunca hareket etmez, iletkenin içindeki atomlarla birçok kere çarpışır, zigzag bir yol izler. Elektronların hareketi işte bu çarpışmalardan dolayı engellenir. İletkenin uçları arasındaki gerilim yüklerin hareketini desteklerken, direnç engeller. Bir uçtan diğer uca birim zamanda geçen yük miktarı (akım), bu iki büyüklüğün birleşen etkisinin sonucudur.

Direnç birimi nedir? Direnç birimi Ohm ‘dur. Sembolü (Ω) Omega ile gösterilir. Direnç ise rezistans (oh) kelimesinin baş harfi olan (R) ile belirtilir.

Elektrik devrelerinde direnç elemanları elektrik akımına karşı zorluk göstermek ve akımı sınırlamak amacı ile kullanılır. Elektrik enerjisi direnç üzerinde ısıya dönüşerek harcanır. Direnç değeri yüksek olursa içinden geçen akım değeri düşük olur. Bu olay Alman bilim adamı Ohm tarafından 1827 yılında bulunmuştur.

Bir iletkenden geçen elektrik akımına karşı iletkenin gösterdiği direncin birimidir. Bir iletkenin iki ucu arasına 1 voltluk bir gerilim uygulandığında, bu iletkenden 1 amperlik akım geçerse bu iletkenin direnci 1 ohm dur.

1983’teki Milletlerarası Elektrik Kongresi’nde tarif edilen milletlerarası ohm ise, 106,3 cm uzunluğunda 0°C ve 14,4521 gram olan cıvanın bir doğru akıma gösterdiği direnç olarak açıklanmıştır. Burada cıvanın bir milimetre karelik kesite sahip olduğu da kabul edilmektedir. Bir mikro ohm, 0,000.001 ohma ve bir mega ohm, 1.000.000 ohma eş değerdedir.

1983’teki Milletlerarası Elektrik Kongresi’nde tarif edilen milletlerarası ohm ise, 106,3 cm uzunluğunda 0°C ve 14,4521 gram olan cıvanın bir doğru akıma gösterdiği direnç olarak açıklanmıştır. Burada cıvanın bir milimetre karelik kesite sahip olduğu da kabul edilmektedir. Bir mikro ohm, 0,000.001 ohma ve bir mega ohm, 1.000.000 ohma eş değerdedir.

Direnci daha iyi anlamak için şekildeki akışkan sıvılardan yararlanılabilir. İki potansiyel fark arasındaki geçişi zorlaştırarak sıvı akışı (akım) azaltılabilir. Bundan yola çıkarak elektrik akımının akışını direnç yardımıyla zorlaştırabiliriz.

Resimdeki devre elemanı olan direncin, iki ucunda devreye bağlanan iletken teller vardır. Direnç üzerindeki renkler (sarı, mor, kırmızı ve altın rengi) direncin kaç ohm luk olduğunu göstermektedir.

Direnç Ne İşe Yarar? Elektronik Devre Üzerindeki Görevleri

Direncin iki ana görevi vardır;

• Devreden geçen akımı sınırlamak
• Devrenin besleme gerilimini bölmek.
• Isı üretmek

Dirençler, elektrikli devrelerde akımı sınırlayarak belli bir değerde tutmaya yararlar. Elektronik devre elemanlarını aşırı akımdan korur. Hassas devre elemanlarının üzerlerinden yüksek akım geçmesini önlerler, besleme gerilimini ve akımı bölmek için de kullanılırlar. Dirençler devredeki elemanların fazla yükünü üzerinden alır. Devrelerde kullanılan, devre elemanları belli bir voltaj aralığında çalışır. Belirli akımlara dayanır. Devrenin ihtiyacı olan yerlere yerleştirilen dirençler, elektrik enerjisinin bir bölümünü kendisi kullanırken, devrenin bütününde gerekli değerlerde voltaj veya akım olması için kullanılır.

Farklı tipteki bazı dirençler (LDR, NTC, PTC gibi), pasif sensör görevi görerek dış ortamdaki fiziksel değişimleri kontrol edebilirler. Ayrıca dirençlerin üzerlerine düşen akım değeri yükseldikçe ısınmalarından da faydalanılmaktadır.

Dirençler: Sabit ve değişken değerli olmak üzere 2 tipte yapılırlar.

1. Potansiyometre
2. Reosta

Reosta veya değiştirilebilir direnç nedir? Reosta değiştirilebilir direnç anlamına gelir. Reosta kullanarak devreden geçen akımı kontrol etmek, yani artırmak veya azaltmak mümkündür.

Elektron Akımı Elektrik Akımı Olduğuna Göre Direnç Tanımı

Bir iletkenin elektrik akımına gösterdiği zorluğa direnç denir. İletken ince olursa elektronların birbirine çarpması çok fazlalaşır ve iletken ısınır. Bu nedenle ince iletkenin direnci büyük olur. İletken kalın olursa elektronların akışına az zorluk gösterir. Dolayısıyla iletkenin direnci küçük olur.

Bir iletkenin direncini değiştiren etkenlerden biriside iletkenin boyudur. İletkenin boyu arttıkça direnci artar. Ayrıca direnç bir iletkenin yapıldığı madenin cinsine ve sıcaklığına göre değişir.

Devre elemanı olan direnç, devrede akıma karşı bir zorluk göstererek akım sınırlaması yapar. İletkenin bu elektrik akımına karşı koyması farklı bir enerji formunu açığa çıkarır bu enerji formu ısı’ dır. Elektrik enerjisi, direnç üzerinde ısıya dönüşerek harcanır. Bundan dolayı bilgisayarların CPU ve mikroişlemci optimum düzeyde çalışması için soğutulmalıdır. Dirençler, Ohm kanuna göre uçları arasında gerilim düşümüne sebep olan devre elemanıdır.

Elektriksel Direnç Nedir?

Elektriksel direnç, devrenin uçlarındaki gerilim değerinin üzerinden geçen elektriksel akıma bölünmesi ile bulunur. Dirençlerin hammaddesi seramiktir. Seramik elektiriksel yalıtkanlığa ve dirence çok dayanıklıdır. İki iletken bir miktar seramikle birleştirildiğinde istenilen elektron akımı sınırlanır. Yani iletkenin bir ucundan gelen akım diğer ucunda bir miktar güç kaybeder bu güç kaybı elektronik devrelerin optimum seviyede çalışması için mutlak bir fizik kanunudur. Elektrik, elektronik devrelerinde en yaygın olarak kullanılan devre elemanları dirençlerdir.

Direnç Nelere Bağlıdır?

Elektrik enerjisi direnç üzerinde ısıya dönüşerek harcandığından direnç, iletken yolun yüzey direnci, ısıl direnç gibi yönlere ayrılır. Teoride direnç ısıyla doğru orantılıdır. Direnç temel olarak üç değişkene bağlıdır. Bunlar;

• Özdirenç
• Uzunluğu veya boyudur
• Kesit alanıdır.

Direnç formülü;

Dik kesit alanı S (metrekare), uzunluğu L (metre) ve özdirenci ρ (ohm x metre) olan bir iletkenin direnci,

R = L x ρ / S ile hesaplanır.

Bir Volt (V) gerilimi ohm (R) büyüklüğündeki bir dirence uygulanırsa, direnç üzerinden geçen amper (I) akımı, Ohm kanunu’ na göre;

I = V / R olur.

Bir direncin üzerinde harcanan güç ise, “P” (Watt) olmak üzere:

 P = V x I veya P = R x I² olarak hesaplanır.

Özdirenç Nedir?

Bir telin direnci, tel uzadıkça ve sıcaklıkla artmaktadır. Direnci hesaplarken birim uzunluk ve birim kesitteki iletkenin direnci, bilinmesi yeterlidir. Buna öz direnç adı verilir. ƍ (ro) harfiyle gösterilir. Bu durumda uzunluğu L, kesiti S veya A ve direnci ƍ olan bir iletkenin direnci R ise:

(L) m (S veya A) mm² olarak alındığında, (R) ohm cinsinden bulunur. Öz direncin birimi ohm-mm² /m olarak kullanılır.

Bir İletkenin Direnci Nelere Bağlıdır?

V (volt), I (Amper) olarak alındığında R’ nin birimi ohm’ dur.

İletkenlik birimi önce (Mho) olarak kullanılırdı. Şimdi ise  MKS sisteminde SI birimi Alman mühendis    Ernst Werner von Siemens adına siemens olarak kullanılmaktadır. Birimin kısaltması S tir. 106.3 cm uzunluğunda, 1 mm² kesitinde, 0 °C’ deki civanın direnci 1 ohm’dur.

Bir telin direnci telin boyutuna, kesitine ve telin yapıldığı metale bağlıdır. Direnç teli, kesiti kalınlaştıkça direnç azalır. Bu nedenle büyük akımların geçeceği direnç teli kalın olur. Bazı cisimlerin direnci büyük olduğu için bu cisimler akım geçirmeyebilir. Bu tip cisimlere yalıtkan adı verilir.

Endüktif direnç nedir? Bir bobinin endüktansından dolayı alternatif akıma karşı gösterdiği zorluğa denir. Bunun değeri frekansa ve endüktansın değerine ve sabit bir sayıya bağlıdır.

X L = Endüktif direnç

f = Frekans birimi hertz.

L = Endüktans birimi henry.

Kapasitif direnç nedir? Bir kondansatörün alternatif akıma karşı gösterdiği zorluğa da kapasitif direnç yada kapasitif reaktans adı verilir. Bu da kapasiteye ve frekansa bağlıdır.

f = Frekans (Hz)

c = Kapasite (Farad)

Endüktif direnç frekansla doğru orantılı, kapasitif direnç ise frekansla ters orantılıdır. Bundan dolayı bu iki direnç filtre devrelerinde frekansı süzmek amaçlı kullanılır.

Tüm metaller ve kömür iyi bir iletkendir. Akım geçiren sıvılar orta düzeyde iletkendir. Akım geçirmeyen maddelere ise yalıtkan denir. Bakalit, mermer, lastik, pamuk, kauçuk, porselen, ipek, kağıt, çam vb gibi, bunlar fiber yalıtkandır. Yarı iletken olan silisyum, germanyum denilen maddelerin sıcaklıkla dirençleri azaldığından diyotlar da, fotoseller de, elektronik entegre devrelerinde, transistörler de kullanılırlar.

Metallerin dirençleri ısıyla artar. Sıvı ve kömürlerin direnci ise azalır. -273°C sıcaklığa ulaşınca az direnç gösterirler. Bu duruma kondaktivite aşırı iletkenlik denir. -273°C sıcaklığı 0°K denilen moleküler hareketlerin durduğu sıcaklıktır. Selenyum direnci aydınlanma ile, bizmut direnci ise mağnetik alanda değişmektedir.

Direnç Nerelerde Kullanılır?

Direnç çeşitlerine göre farklı kullanım alanları vardır. Direnç, görevleri nedeni ile bütün elektronik devrelerde bulunur. Potansiyometre gibi ayarlı dirençler, dimmer devresi gibi çıkış sinyalini kontrol etmek için, LDR tipi dirençler, üzerlerine düşen ışık şiddetine göre davranan bir sensör işlevi gördükleri için ışığa duyarlı devrelerde, NTC-PTC termistörleri ise üzerlerine uygulanan ısıya göre davrandıkları için sensör görevi görerek ısıya duyarlı devrelerde kullanılırlar.

Direnç Nasıl Hesaplanır?

Direnç hesaplanması; Bir elektrik devresinde direnç değeri Ohm Kanunu sayesinde hesaplanır. İki uçlu bir devre elemanının direnci, üzerindeki gerilimin (V), eleman üzerinden geçen akıma (I) bölümü ile hesaplanır.

Direnç Nasıl Ölçülür?

Direnç ölçümü ohmmetre yapılır. Ohmmetreler dijital veya analog olabilir. Elektrik ve elektronikte genellikle multimetre (çoklu ölçer) akım, voltaj, sığa ve direnci ölçebilen cihazlar kullanılır.

Direnç firmaları tarafından 1 ohm’dan daha küçük değerlerden, 100 Mega ohm’dan daha büyük değerlere kadar çeşitli omik değerlerde direnç imalatı yapılmaktadır. Direnç fiyatları omik değer direncine göre değişmektedir.