Direnç Nedir? Ne İşe Yarar? Formülü
Direnç nedir: Elektrik akımına zorluk gösteren elektronik devre elemanlarına denir. Bir elektrik devresinde, 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. İletkenin 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.
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.
Direnç Birimi Nedir?
Direnç birimi Ohm ‘dur. Sembolü (Ω) Omega ile gösterilir. Direnç ise rezistans (oh) kelimesinin baş harfi olan (R) ile belirtilir.
Ohm, adını gerilim, akım ve direnç arasındaki ilişkiyi inceleyen bir Alman fizikçi olan Georg Simon Ohm’dan (1784-1854) almıştır. Ohm Kanunu’nu formül haline getiren kişi olarak kabul edilir.
Resimdeki devre elemanı olan direncin, iki ucunda devreye bağlanan iletken teller vardır. Direnç üzerindeki renkler (sarı, mor, kırmızı ve altın rengi) kaç ohm luk olduğunu gösterir.
Direnç Ne İşe Yarar?
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. Çeşitli dirençler var olup pasif sensör görevi görmektedirler.
Ayrıca dış ortamdaki fiziksel olan değişimleri kontrol edebilirler (LDR,NTC,PTC gibi). Dirençlerin üzerlerine düşen akımların değeri yükseldikçe ısınmalarından yararlanılmaktadır. Bundan dolayı devredeki direnç oldukça önemlidir. Direnç değeri yüksek olursa içinden geçen akım değeri düşük olur. Bir devre de direnç olmadan sistemsel olarak kullanılması uygun değildir.
Dirençler devredeki elemanların fazla yükünü üzerinden alır. Devrelerde kullanılan, devre elemanları belli bir voltaj aralığında çalışır. Belirli akımlara dayanır. Devrenin ihtiyacı olan dirençler, elektrik enerjisinin bir bölümünü kendisi kullanır. Diğerini de devrenin bütününde gerekli değerlerde voltaj veya akım olması için kullanılır.
Sabit ve Değişken Dirençler
- Potansiyometre
- Reosta
Reosta veya değiştirilebilir direnç nedir? Reosta değiştirilebilir direnç anlamına gelir. Bununla devreden geçen akım kontrol edilebilir. Yani akımı artırmak veya azaltmak mümkündür.
Elektriksel Direnç Nedir?
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 iletken yolun yüzey direnci, ısıl direnç gibi yönlere ayrılır. Teoride ısıyla doğru orantılıdır. 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 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. Tüm elektronik devrelerde bulunmaktadır. Ancak kullanım alanlarına göre diğer tipteki dirençler çeşitli görevlerde de kullanılmaktadırlar.
Potansiyometre gibi ayarlı dirençler, dimmer devresi gibi çıkış sinyalini kontrol etmek için kullanılır. LDR tipi dirençler, üzerlerine düşen ışık şiddetine göre davranan bir sensör görevi görürler. Bunun için ışığa duyarlı devrelerde kullanılır.
NTC-PTC termistörleri ise üzerlerine uygulanan ısıya göre davrandıkları için sensör görevi görürler. Bu dirençler ısıya duyarlı devrelerde kullanılırlar.
Direnç Nasıl Hesaplanır?
Direnç hesaplaması oldukça önemli bir konudur. Bir elektrik devresinde direnç değeri Ohm Kanunu sayesinde hesaplanır. İki uçlu bir devre elemanının direnci, üzerindeki gerilimin (V), devrenin eleman üzerinden geçen akıma (I) bölümü ile hesaplanır.
Direnç Nasıl Ölçülür?
Direnç ölçümü ohmmetre yapılır. Bunlar dijital veya analog olabilir. Elektrik ve elektronikte genellikle multimetre (çoklu ölçer) akım, voltaj, sığa ve direnci ölçebilen cihazlar kullanılır. Direnç fiyatları omik değer direncine göre değişmektedir.
BENZER KONULAR
tenkyu canım