Direnç nedir?

0
400

Direnç elektrik  akımına zorluk gösteren devre elemanıdır. Direncin ölçü birimi Ohm ‘dur. Kısaca Ω (Omega) ile yazılır. Formülde direnci R harfi temsil eder. En sık kullanılan alt katı mΩ (miliOhm) ‘dur. En sık kullanılan üst katları; KΩ (KiloOhm) ve MΩ (MegaOhm) ‘dur.

  • 1 Ω (Ohm) = 1000 mΩ (miliOhm)
  • 1 KΩ (KiloOhm) = 1000 Ω
  • 1 MΩ (MegaOhm) = 1000 KΩ (KiloOhm)

Standart yazılışının dışında bazen değer belirtirken Omega işareti kullanılmaz veya Omega işareti yerine R harfi kullanılır.

  • 10 KΩ yerine 10K
  • 5 MΩ yerine 5M
  • 100 Ω yerine 100R gibi..

Bazen virgül yerine harf yazılır.

  • 1K5 = 1.5 KΩ
  • 2M2 = 2.2 MΩ
  • 1R5 = 1,5 Ω

Direnç ne işe yarar?

Çeşitli ebat ve değerlerde bulunan direncin elektronik devrede bazı görevleri şunlardır;

  • Gerilimi bölerek referans voltajı elde etmek.
  • Daha düşük besleme gerilimine ihtiyaç duyan devre elemanları için uygun besleme sağlamak.
  • Hassas devre elemanlarının akımını sınırlayarak bozulmasını önlemek.
  • Devrede yük oluşturmak.
  • Isı elde etmek.

Akım sınırlama ve güç hesabı

Direncin çeşitli ebat ve değerlerde olduğunu söylemiştik bu konuya açıklık getirelim. Aşağıdaki şekilde biri büyük, diğeri küçük boyutta ama ikiside 10K olan iki direnç görülmektedir.

10k metal

Aslında teorik olarak ikisininde devreye sağladığı katkı aynıdır. Ebatlarının bu kadar farklı olmasının nedeni dayanabileceği en yüksek akım değeridir. Dirençler devrede akım sınırlaması yaparken aynı zamanda bir miktar ısı yayarlar. Yaydıkları ısı, üzerinden geçen akım değeri ile doğru orantılır. Üzerinden geçen akım artarsa ısıda artacaktır. Yayılan ısı miktarı direncin dayanabileceği seviyenin üzerine çıkınca direncin bozulmasına (değer kaybetmesine, yanmasına vb..) neden olacaktır.

Direncin dayanabileceği en yüksek akım değerini direncin gücü belirler. Dirençlerin güç değeri kimi zaman direnç üzerinde belirtilirken kimi zaman dirence ait kullanım kılavuzuna (datasheet) bakmak gerekir. Direncin kılıf ölçülerine göre direncin gücünü bilmekte mümkündür.

Örneğin yukarıdaki şekilde sağda bulunan yüzey montajlı direnç 0805 kılıftır (Boy; 2mm, en 1.2mm) Tüm 0805 kılıf direnclerin güç değeri 0,125W ‘tır.

Şimdi bu güç değerinden nasıl faydalanacağız örnek ile açıklayalım. Diyelim ki 12V ‘ta çalışan 48W gücünde bir lambamız var. Biz bu lambanın çektiği akımı 2A ile sınırlamak istiyoruz. Bunu yapabilmemiz için önce lambanın çektiği  akımı bulalım.

P(Güç) = V . I    ; formülünü kullanarak V değerini eşitliğin diğer tarafına alalım.  I = P / V olacaktır.

Değerleri yerine koyalım.

I = 48W / 12V
I = 4 A   ; lambanın çektiği akım 4A dir.

Şimdi Ohm kanununu uygulayarak lambanın direncini bulalım;

R(lamba)  = V / I
R(lamba)  = 12V / 4A
R(lamba)  = 3 Ω olur;

Ama biz lambanın en fazla 2A akım çekmesini istiyoruz. Bunun için lambanın direnci ne olmalı hesaplayalım

R(lamba) = V / I
R(lamba) = 12V / 2A
R(lamba) = 6 Ω

Lambaya 3 Ω seri direnç bağlayarak toplam direnci ‘a yükseltebiliriz. Böylece devre 4A değil en fazla 2A akım çeker.

Şimdi seri bağlayacağımız direncin gücünü hesaplayalım.

P = V . I   ; formülünden gidelim. Direncin üzerine düşen voltajı bilmiyoruz. Ohm kanununa göre direnç üzerine düşen voltaj  I . R olacağından formüldeki V yerine bu değerleri yazalım.

P = (I . R) . I
P = (2 . 3) . 2
P = 12 W olacaktır.

Lambanın akımını sınırlamak için en az 12W direnç kullanmak gerekecek. Daha düşük güçte bir direnç ısıdan dolayı bozulacaktır. Bunun yanında hesaplanan değerin çok üstünde, örneğin 12W yerine 100W bir direnç kullanmak devrenin çalışmasını etkilemeyecektir. Tek dezavantaj direnç ebatlarının büyümesi olacaktır.

Direncin neden çeşitli ebatlarda üretildiğini açıklamaya çalıştık. Şimdi konumuza geri dönelim.

Direncin devre sembolü

direnc-sembol

Elektronik devrelerde direnç iki sembollede gösterilebilir.

Dirençlerde seri bağlantı

Elektronik devrelerde kullanım amacına  göre iki veya daha fazla direnç seri bağlanabilir. Genellikle gerilimi bölerek referans voltajı elde etmek veya ara değer direnç elde etmek için kullanılır. Seri bağlantıda toplam direnç değeri; (Ohm) seri bağlanan dirençlerin değerlerinin toplamı kadardır.

seri-direnc

RT (toplam direnç) = R1 + R2 + R3 + R4 + ……. şeklinde direnç sayısına göre devam eder.

Örneğin; R1 = 1 KΩ , R2 = 10 KΩ, R3 = 10 KΩ, R4 = 8 KΩ ise toplam direnç  (1 + 10 + 10 + 8 ) 29 KΩ olacaktır.

Dirençlerde paralel bağlantı

Elektronik devrelerde kullanım amacına göre iki veya daha fazla direnç paralel bağlanabilir. Genellikle gücü arttırmak veya ara değer direnç elde etmek için kullanılır. Paralel bağlantıda toplam direnç değeri aşağıdaki formülle hesaplanır. Paralel bağlantıda toplam direnç; paralel en küçük direncin değerinden daima daha küçüktür.

direnc-paralel

(1/RT) = (1/R1) + (1/R2)  + (1/R3) + (1/R4) + ….. şeklinde direnç sayısına göre devam eder.

Eğer direnç değerleri eşit ise toplam direnç; direnç değerininin direnç sayısına bölümü kadardır. (Örneğin 12 Ω olan 4 direnç birbirine paralel ise toplam direnç 12 / 4 = 3 Ω ‘dur.)

Diğer kullanım alanları

Dirençler üzerinden geçen akımın değerine bağlı olarak ısı yayarlar. Bu özelliğinden faydalanılarak devrede ısıtıcı olarak kullanılabilir. Gerilim regülatörlerinin daha kararlı çalışması için devrede yük olarak kullanılabilir. Sık bir diğer kullanımıda referans voltajı elde etmektir.

referans-1

Yukarıdaki devrede 2 adet 10 KΩ dirençle 5V besleme geriliminden 2.5V referans voltajı elde ettik.Burada aynı değerde iki direnci seri bağlayarak 5V ‘u ikiye böldük. Direnç değerlerini değiştirerek 0-5V arası farklı referans voltajlarıda elde edilebilir. Buradaki referans voltajı düşük akımlı olacaktır. Çıkış uçlarından çekilen akım arttıkça  çıkış voltajı 2.5 V değerinin altına düşecektir. Referans voltajı genellikle çıkıştan çekilecek akımın çok düşük olduğu ( mikroAmper seviyelerinde) durumlarda kullanılır.

Şimdilik bu kadar…

Direnç çeşitleri, direnç değerini okuma, renk kodları ve tolerans değerlerine bir sonraki yazımızda değineceğiz.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz