Devreye uygulanan gerilim ve akım bir uçtan diğer uca ulaşıncaya kadar izlemiş olduğu yolda bazı zorluklarla karşılaşır. Bu zorluklar elektronların geçişini etkileyen yada geciktiren kuvvetlerdir. Potansiyel enerjisi yüksek elektronların iletken üzerinden bir ortamdan değişik bir ortama hareket ederken iletkenin elektrik akımına karşı gösterilen zorluğa direnç denir.
Elektronlar, çekirdek etrafında dönerler. Elektronlar, elektrik bakımından nötr’ dür. Bir iletkende atomların büyük bir bolümü nötr atomlardan oluşmuştur. İletkende bulunan atomların elektronları bir bölümü sadece kendi çekirdeklerinin etrafında dönerken, başka atomların çevresinde de dönerler. Böyle elektronlara serbest elektron denir.
Serbest elektronlar düzensiz hareket ettikleri için elektrik akımı oluşturmazlar. Ters yönlerde birbirlerini yok ederler. Bir iletkenin iki ucu arasına gerilim uygulandığında serbest elektronlar hareket ederek yer değiştirirler. Devreye uygulanan gerilim ve akım bir uçtan diğer uca ulaşıncaya kadar izlediği yolda birtakım zorluklarla karşılaşır. Bu zorluklar elektronların geçişini etkileyen veya geciktiren kuvvetlerdir. Kısaca bu zorluğa direnç denir.
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.
Direnç değerleri yüksek olduğunda içerisinden geçen akım değeri düşüktür. Bu olay 1827 yılında Alman bilim adamı George Simon Ohm tarafından bulunmuştur.
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.
Direnç Birimi; dirençler (R) yada (r) harfiyle gösterilir.
Direnç birimi nedir? Direnç birimi Ohm ‘dur. Sembolü (Ω) Omega ile gösterilir.
Elektrik, elektronik devrelerinde en yaygın olarak kullanılan devre elemanları dirençlerdir. Direncin iki ana görevi vardır; akımı sınırlamak ve gerilimi bölmek. 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 değişir.
Bir iletkenin iki ucu arasına 1 voltluk bir gerilim uygulandığı zaman, bu iletkenden 1 amperlik akım geçtiğinde bu iletkenin direnci 1 ohmdur. 1 ohm: 1mm² kesitinde, 106,3 cm boyunda civa silindirin 0°C’ deki direncine 1 ohm denir.
Direnç, iletken yolun yüzey direnci, ısıl direnç gibi yönlere ayrılır. Teoride direnç ısıyla doğru orantılıdır. Dik kesit alanı S (metrekare), uzunluğu L (metre) ve özdirenci ρ (ohm.metre) olan bir iletkenin direnci,
R = L . 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 . I veya P = R . I² olarak hesaplanır.
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.
Bir telin direnci, tel uzadıkça ve sıcaklıkla artmaktadır. Direnci hesaplanırken birim uzunluk ve birim kesitteki iletkenin direnci, bilinmesi yeterlidir. Buna öz direnç adı verilir. ƍ (ro) harfiyle gösterilir. Bu durumda uzunluğu l, kesiti S ve direnci ƍ olan bir iletkenin direnci R ise:
(l) m (S) mm² olarak alındığında, (R) ohm cinsinden bulunur. Öz direncin birimi ohm-mm² /m olarak kullanılır.
Endüktif direnç; Bir bobinin endüktansından dolayı alternatif akıma karşı gösterdiği zorluğa denir. Bunun değeri frekansa ve endüktansın değerine ve sabit bir sayıya bağlıdır.
Endüktif direnç = X L
f = Frekans birimi hertz.
L = Endüktans birimi henry.
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 denilmektedir. 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.
Dirençlerin Elektronik Devrelerdeki Görevleri
- Devrenin besleme gerilimini bölerek küçültür
- Devreden geçen akımı sınırlar ve belirli bir değerde tutar
- Isı enerjisi sağlamak için kullanılır.
- Hassas yapılı devre elemanlarını aşırı akımdan korunmasını sağlar.
- Yük görevi yapar
- Her devre elemanı belli bir voltaj aralığında çalışır, belirli akımlara dayanır veya gereksinim duyar, belli voltajlara belli tepki verir. Devrenin belli yerlerine yerleştirilen dirençler, elektrik enerjisinin bir bölümünü kendisi kullanır ve devrenin her noktasında gerekli değerlerde voltaj veya akım olması için konulur.
Direnç Nedir? Direnç Ne Demek
- Dayanma, karşı koyma gücü, mukavemet.
- Karşı koyan kuvvet, mukavemet.
- Dayanma, karşı koyma gücü.
- Bir nesnenin elektrik akımına karşı dayanma özelliği, mukavemet, rezistans.
- Tür, ırk, familya ve bireylerde hastalık etkenlerine ve enfeksiyöz olmayan hastalık sebeplerine karşı vücudun mukavemeti.
- Bir çevrime istenilen değerde ek direnç katmak için kullanılan düzen, mukavemet, resistans.
- Bir nesnenin, elektrik akımına karşı durma özelliği; bu özelik, çevrimindeki akım yeğinliğinin azalması ile kendini belli eder.
- Birimi Ohm olan, bir nesnenin elektrik akımına karşı koyma gücü.
- İçinden elektrik akımı geçen bir iletkenin, bu akıma karşı koyması durumu.
- Bir nesnenin, elektrik akımına karşı durma özelliği; bu özelik, çevrimindeki akım yeğinliğinin azalması ile kendini belli eder.
tenkyu canım