Direnç elektronik devrelerde akımı ve gerilimi kontrol etmek için kullanılır
Bunun haricinde hassas devre elemanlarının üzerinden yüksek akım geçmesini önlerler, besleme gerilimini ve akımı bölmek için de kullanılırlar.
Devreye uygulanan gerilim ve akım bir uçtan diğer uca ulaşıncaya kadar izlediği yolda birtakım zorluklarla karşılaşır. Bu zorluklar elektronların geçişini etkileyen veya geciktiren kuvvetlerdir. İşte bu kuvvetlere Direnç denir.
Direnç Sembolü
Direnç Ne İşe Yarar
1- Devreden geçen akımı sınırlayarak belli değerde tutmak.
2- Devrenin besleme gerilimini bölerek, yani küçülterek başka elemanların çalışmasına yardımcı olmak.
3- Hassas yapılı devre elemanlarının aşırı akıma karşı korunmasını sağlamak.
4- Yük (alıcı) görevi yapmak
5- Isı enerjisi elde etmek için kullanılabilir.
6- Her devre elemanı belirli voltaj aralıklarında çalışır, belirli akımlara dayanabilir ya da gereksinim duyar, yada belirli voltajlara belirli tepkiler verir. Devrenin belirli yerlerine yerleştirilen dirençler elektrik enerjisinin bir kısmını kendileri kullanarak devrenin her noktasında gerekli değerlerde voltaj ya da akım olması için konur.
Basit bir örnek yapalım
LED ler ön direnç ile birlikte kullanılır.
Örneğin 2V/20mA özelliğine sahip bir LED’i 5V’luk devrede çalıştırmak için
R=(5-2)/0,02 = 150 ohm’ luk direnç kullanılmalır.
Dirençte harcanan güç
P=UxI=3×0,02= 0,06W olarak hesaplanır.
Direnç Nedir?
Direnç genel anlamda, “bir güce karşı olan direnme” olarak tanımlana bilir.
Elektrik ve elektronikte direnç, iki ucu arasına gerilim uygulanan bir maddenin akıma karşı gösterdiği direnme özelliğidir .
Devrede akıma karşı bir zorluk göstererek akım sınırlaması yapar.
Elektrik enerjisi direnç üzerinde ısıya dönüşerek harcanır.
Kısaca; elektrik akımına gösterilen zorluğa DİRENÇ denir.
Direncin birimi Ohm (Ω)’dur. Denklemlerde R harfi ile gösterilir
OHM KANUNU
I = V/ R yada R =V / I yada V = I x R
R = direnç (birimi ohm) , I = akım (birimi amper) V =gerilim (birimi Volt)
Bir örnekle açıklarsak
2 ohm bir direncin üstünden 2 amper akım geçiyorsa bu direncin üstündeki voltaj nedir ?
V = I x R formülünden V = 2 x 2 = 4 volt bulunur.
Ohm-Kiloohm-Megaohm arasındaki ilişkiler
- 1 KΩ (KiloOhm) = 1000 Ω
- 1 MΩ (MegaOhm) = 1000 KΩ (KiloOhm)
- 1 GΩ (GigaOhm) = 1000 MΩ (MegaOhm)
Dirençlerin Seri Bağlanması
Dirençler seri bağlanmasında toplam direnç, seri bağlanan direnç değerlerinin toplamına eşittir.
TUTMA SÜRESİ = R1 + R2 + R3
(Gerilim) V = V1 + V2 + V3
( Akım ) I = I1 = I2 = I3
Aşağıdaki örneği incelemek için seri bağlı dirençler sayfasına bakınız
Dirençlerin Paralel Bağlanması
Dirençlerin uçları aynı noktaya bağlandığından her direncin uçları arasındaki potansiyel farklar birbirine eşittir.
(Gerilim) V = V1 = V2
Kollardan geçen akım şiddetleri toplamı ana koldan geçen akım şiddetine eşittir.
( Akım ) I = I1 + I2
Aşağıdaki örneği incelemek için paralel bağlı dirençler sayfasına bakınız
Dirençlerin karışık bağlanması
Karışık bağlı dirençlerde toplam direnç değeri bulunurken, paralel dirençlerin değeri kendi arsında hesaplanır. Sonra elde edilen değer diğer dirençlerle seri gibi kabul edilerek sonuç bulunur.
Örnek:
R1 = 5, R2 = 10, R3 =10, R4 = 20 ohm olan yukarıdaki devrede toplam direnç nedir.
Rp = (R2 x R3) / (R2 + R3) ==> Rp = (10 x 10) / (10 + 10) ==> Rp = 5 ohm
Rt = R1 + Rp + R4 ==> Rt = 5 + 5 + 20 ==> Rt = 30 ohm
Elektrik güçlerine göre dirençler ikiye ayrılır:
- Büyük güç: (2 W’ın üzerindeki dirençler)
- Küçük güç: (2 W’ın altındaki dirençler)
Küçük güçlü direnç
- Sabit direnç: Sabit direnç değerleri gerektiren uygulamalarda kullanılır. Bu tür dirençlerin değer hassasiyetleri yüksektir.
- Ayarlı direnç: Değişken direnç değerlerinin gerekli olduğu, hassasiyetin çok önemli olmadığı durumlarda kullanılır.
- Foto direnç : Işık etkisi ile değeri değişen direnç.
- Termistör: Isı etkisi ile değeri değişen direnç.( PTC direnç Pozitif ısıl katsayılı direnç. Isı etkisi ile değeri artan direnç. NTC direnç Negatif ısıl katsayılı direnç. Isı etkisi ile değeri düşen direnç. )
Direnç Çeşitleri
Sabit dirençler, ayarlı dirençler , ortam etkili dirençler , gerilim etkili dirençler
Sabit dirençler
Sabit dirençler kullanılan malzeme cinsine göre üçe ayrılır:
- Karbon direnç
- Telli direnç ( Sigorta dirençler )
- Film direnç İnce film ( Karbon / Metal ) dirençler – Kalın film ( Metal-Cermet ) dirençler
Diğer Sabit dirençler
Entegre Direnç
Birden fazla direncin tek bir paket altına alınarak yapılan dirençtir. Bundan dolayı sıra direnç yada entegre direnç denir.
Entegre dirençlerin özelliği; bütün dirençler aynı değere sahiptir.
4 – 5 – 6 – 7 ve 8’li entegre dirençler piyasada bulunmaktadır. İçerisindeki tüm dirençlerin değerleri birbirine eşittir. Aşağıdaki şekilde içerisinde 5 adet direnç olan entegre direncin iç yapısını görebilirsiniz.
Paket içerisindeki bütün dirençler birer ayaklarından ortak bağlıdır. Diğer ayaklar serbest durumdadır.
Smd Direnç
Yüzey montaj teknolojisi; yüzey montaj elemanlarını devre kartına direkt olarak bağlamak için kullanılan teknolojidir. Delikler vasıtasıyla yapılan eski montaj sitemlerinden değişik bir şekilde bileşenlerin yüzeye montajı yapılır. Yüzey montaj cihazları ( SMD direnç ) küçük, hafif, smd direnç fiyatları ucuzdur.
Ayrıca devre kartı üstünde birbirine yakın bir biçimde konulabilir. Dirençler yüzey montaj teknolojisine uyumlu, analog devre elemanıdır.
Ayarlı dirençler
Devre direncinin bir veya birkaç defa ayarlandıktan sonra bu ayar değerinde sabit bırakıldığı yerlerde kullanılan dirençlerdir. İnce uçlu tornavida ile ayar yapılır. Düşük güce
sahiptirler ve bu bakımdan elektronik devrelerde sıklıkla kullanılır
Devre direncinin çok sık değiştirilmesi gerektiği yerlerde kullanılır. Direnç değerinin değişimi el ile değiştirilmeye müsait ince ayar çubuğu sayesinde yapılır. Tıpkı trimpotlar gibi düşük güce sahiptirler, bu bakımdan elektronik devrelerde kullanılmaya müsaittir. Genellikle cihazların ön paneline monte edilir.
Potansiyometreler üç başlık altında toplanır.
Bunlar; lineer potansiyometreler, logaritmik potansiyometreler, çok turlu potansiyometrelerdir
Bu tip ayarlı direncin trimpotlar ve potasiyometrelerden ayrılan en büyük özelliği yüksek güçlü devrelerde kullanılabilmesidir . Dolayısıyla üzerinden yüksek akım geçebilir. Direnç ayarı el ile yapılır, ayar yapılan ucu tel üzerinde hareket ettirilerek istenilen değere sahip direnç elde edilir. Ayrıca reostaların ebatları trimpot ve potansiyometrelere göre oldukça büyüktür
Ortam etkili dirençler
Ortam etkili dirençler, ışık etkili dirençler (LDR) ve ısı etkili dirençler (termistörler) olmak üzere ikiye ayrılır.
- Isı Etkili Dirençler / Termistör (NTC, PTC)
- Işık Etkili Dirençler / Foto direnç (LDR)
Şekik a. NTC Şekil b. PTC Şekil c. LDR
Gerilim Etkili Dirençler
Uçlarına uygulanan gerilim miktarı ile ters orantılı olarak direnç değeri değişen elemanlara varistör denir . Genellikle aşırı gerilimden korunmak veya frekans kaymasını önlemek amacıyla gerilim sabitlemesi istenen rezonans devrelerine yardımcı limitör devrelerinde kullanılır.
Direnç renk kodları
Direnç hesaplama
Standart direnç değerleri Konusunu inceleyin
Direnç Malzemeleri
Direnç yapımında kullanılan malzemeler, aşağıda belirtilen direnç özelliklerini sağlayacak biçimde seçilmelidir:
►Kararlılık,
►Sıcaklıkla değişmemesi veya düşük sıcaklık katsayılı olması,
►Bakır iletkene temas ile oluşacak olan termokupul geriliminin küçük olması,
►Oksitlenme, rutubet ve korozyondan etkilenmemesi,
►İmalatının kolay ve düşük maliyette olması,
Direnç yapımında kullanılan alaşımlar
Manganin:
Manganin, %84 bakır, %12 manganez ve %4 oranında nikelden oluşmuş bir alaşımdır. Hassas dirençlerin yapımında kullanılır. Özgül direnç değeri 0,45-50 uΩ-metre’dir. Bu değer, bakırın değerinden 25 kat büyüktür. Bakır ile oluşturduğu termokupul gerilim 2-3 uV/0C’dir. Manganinin en önemli özelliği oda sıcaklığında sıcaklık katsayısının sıfıra yakın olmasıdır. Bu yüzden derece santigrat başına direnç değişimi %0,004’tür.
Konstantan:
Yaklaşık %40-60 oranında nikel ile uygun oranda bakırın karıştırılması sonucunda ortaya çıkan bir alaşımdır. Bunun içine çok az miktarda manganez de katılır. Konstantan daha çok termokupul yapımında kullanılır. Konstantan ile bakırın oluşturduğu termokupul gerilim 40 uV/0C’dir. Korozyona karşı dirençli olup ucuz ve kullanımı kolaydır. Bakıra kolaylıkla lehimlenebilir. AC uygulamalarda kullanılacak dirençlerde kullanılır. 1000 Ω ve daha büyük dirençlerin kullanıldığı ısıl-elektrik geriliminin oldukça küçük olduğu voltmetre gerilim bölücülerinin yapımında kullanılır.
Nikel-krom alaşımı:
Manganin ve konstantandan daha yüksek sıcaklık katsayısına sahiptir. Bu alaşım çok hassas dirençlerin yapımında kullanılmaz. Bakırdan 50 defa daha yüksek dirence sahiptir. Çok yüksek sıcaklıklarda dahi korozyona dayanıklıdır. Yüksek sıcaklıklarda çalışan e değerinin çok hassas olması gerekmeyen uygulamalarda kullanılır. Ancak bu alaşımın lehimlenmesi zordur.
Altın-krom alaşımı:
%2’nin biraz üzerinde krom ile altın karıştırılarak oluşturulur. Oda sıcaklığındaki direnci bakırdan 20 kat daha yüksektir. Bu alaşım düşük sıcaklıklarda yapılarak çok küçük sıcaklık katsayılı dirençler elde edilebilir. Bakır ile 7-8 uV/0C’lik termokupul gerilimi oluşturur.
Rezistans ( resistance ) nedir ?
Elektrik enerjisini ısı enerjisine dönüştüren direnç tellerine verilen genel isimdir. Rezistans oldukça yüksek ısılara karşı direnç gösteren bir üründür. Rezistansların içerisinde nikel, demir, krom ve alüminyum alaşımları bulunmaktadır. Rezistans, başta ısınma teknolojisi olmak üzere ağır sanayi, tekstil, elektrikli ev aletleri, termostatlar gibi alanlarda oldukça önemli bir yere sahiptir.
Seri ve Paralel direnç hesaplama ve örnekler , Direnç renk kodları , Standart direnç değerleri , Direnç nasıl ölçülür
