Direnç Nedir? Çeşitleri Nelerdir ?

0
17
Okunma

Direnç Nedir?

Direnç kelime anlamı olarak adı üstünde, direnmek anlamını taşır. Elektronikte de direnç aynı anlamı taşır. Devrede akıma(I) karşı bir direnme gösterir. Akım direncin üstünden geçerken bir zorlanmayla, dirençle karşılaşır. İngilizce olarak da dirence “resistor” denir. Direncin birimi Ohm Ω ‘dur.  R harfi ile gösterilir. Bu ohm da nerden çıktı diye sorarsanız, ohm kanununu bulan Georg Simon Ohm bilim adamının soyadıdır. İsmin üzerine tıklayarak Ohm hakkında ayrıntılı bilgiye ulaşabilirsiniz.

Bir direnç, elektron akışını sınırlayan iki terminalli elektronik bir bileşendir. Bunu yaparken, enerjiyi ısı şeklinde yayar. Her direnç kendi değeri kadar direnç gösterir.

Ohm Kanunu

Direncin çalışma prensibini daha iyi anlayabilmemiz için öncelikle gerilim(voltaj) ve akımı bilmeniz gereklidir.

Gerilim (Voltaj): Bir elektrik devresinde, iki nokta arasındaki potansiyel farka gerilim denir. Gerilim genellikle U harfi ile sembollendirilir. Fakat bazı kaynaklarda E olarak da gösterilebilir. Birimi ise V Volt’tur.

Akım: Bir elektrik devresinde serbest elektronların bir taraftan diğer tarafa yer değiştirmesidir. Bu yer değiştirme güç kaynağı içinde ()’den (+)’ya doğru olur, devre içinde ise (+)’dan ()’ye doğru olur. Buna elektron akışı/akım denir. Akım I harfi ile sembollendirilir. Birimi ise A , Amper’dir.

Örnek olarak; Bir kablonun çapı küçüldükçe direnci de artar. Ampül içerisindeki ince telden geçen yüksek akım dirençle karşılaştığı için tel ısınır ve kızarır. Bir diğer örnek de; genelde LED’lere bağlı bir direnç her zaman vardır görmüşsünüzdür. Bu devredeki akımı LED’in çalışma gerilim ve akımına göre ayarlar.

Bazı kaynaklarda direncin tanımında “akımı sabit olarak sınırlar” şeklinde tanımlar. Fakat bu her direnç çeşidi için mümkün değildir. Bunu da direnç çeşitlerini inceleyerek daha iyi anlayacağız. Direnç OHM kanunu kullanılarak hesaplanır.

  • V = I * R
  • R = V / I
  • I = V / R

Direnç Çeşitleri

Dirençler malzemelerine ve kullanışlarına göre farklı çeşitlerdedir.

Kullanım amacına göre dirençler;

  • Sabit Dirençler
  • Ayarlı Dirençler
  • Ortama Göre Değişken Dirençler

Yapıldıkları malzemelere göre dirençler;

  • Karbon Dirençler
  • Karbon Yığın Dirençler
  • Karbon Film Dirençler
  • Baskılı Karbon Dirençler
  • Kalın ve İnce Film Dirençler
  • Metal Film Dirençler
  • Metal Oksit Film Dirençler
  • Telli dirençler
  • Folyo Dirençler
  • Şönt Dirençleri
  • Izgara Dirençler
  • Film direçler

Direnç çeşitlerinin üzerlerine tıklayarak ilgili sayfaya bakınız.

Dirençlerin Bağlanması

Dirençler devrelerde seri, parelel veya karışık olarak bağlanılarak kullanılabilirler. Birden çok direncin yaptığı etkiyi tek başına yapabilen dirence eşdeğer direnç denir.

1. Dirençlerin Seri Bağlanması:

Dirençler birbiri ucu ardına seri olarak bağlanır. Bu bağlama şeklinde tüm dirençlerden geçen akım birbirine eşittir: “IT= I1=I2=I3” Fakat eşdeğer direnç “R=R1+R2+R3” toplamının sonucudur. Her direnç üzerinden geçen gerilim toplamları da üreteçten çıkan gerilimi verir: “VT=V1+V2+V3” toplamının sonucudur.

2. Dirençlerin Paralel Bağlanması:

Her direnç bir diğerine iki ucundan da bağlıdır. Burada tüm dirençlerden geçen toplam akım: “IT= I1+I2+I3” toplamının sonucudur. Burada her dirençten ölçülen gerilim birbirine eşittir:  “VT=V1=V2=V3”  Eşdeğer Direnç ise: “1/RT = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3” toplamı sonucu bulunur.

3. Dirençlerin Paralel Bağlanması:

Aynı hat üzerinde hem parelel hem de seri bağlı dirençler olabilir. Burada hesaplama yapılırken ilk önce parelel olan dirençler kendi aralarında parelel direnç hesap yöntemi ile hesaplanır ve seri dirençmiş gibi diğer seri dirençlerin arasına eklenir, seri direnç hesaplama yöntemine göre hesaplanarak sonuç elde edilir.

Yani ilk önce R2 ve R3 direnci parelel yönteme göre hesaplanır. Daha sonra R1 ve R4 arasına eklenerek seri yönteme göre hesaplanarak sonuç elde edilir.

Karbon Dirençler (Yığın, Film)

Karbon karışımlı dirençler, ince toz haline getirilmiş karbon ve yalıtıcı malzemeden, genellikle seramikten oluşan bir karışımdan yapılır. Direnç, dolgu malzemesinin (toz seramik) karbona oranıyla belirlenir. Ucuz ve kolay bulunabilirlik, dolayısıyla en çok kullanılan direnç türüdür. Direncin üzerine renkli çizgiler ile değeri belirtilir.

Karbon karışımı veya karbon direnç, toz halindeki karbon ve reçinenin ısıtılarak eritilmesi yolu ile elde edilir. Karışımdaki karbon oranı direncin değerini belirler. Büyüklüklerine göre ¼, ½, 1, 2, 3 W / 1Ω dan 22 MΩ’a kadar değerlerde üretilirler. Bu tür dirençlerin değer hassasiyetleri %5-%20 aralığındadır. Halen en yaygın kullanılan türdür.

Nikel-krom, nikel-gümüş gibi alaşımlardan tellerin genellikle seramik gövde üzerine bir veya iki katlı olarak sarılması ve üzerlerinin yalıtkan bir malzeme ile kaplanması sureti ile üretilirler. Sabit veya ayarlanabilen biçimlerde olabilirler. Ayarlı tiplerde bir hat boyunca tellerin üzerindeki yalıtkan kazınır. Genellikle 10 Ω ile 100 kΩ arasında 30 W’a kadar güçlerde üretilirler.

Telli dirençler yüksek güç gerektiren uygulamalarda kullanılırlar. Tellerin çift katlı sarılmasıyla endüksiyon etkisi yokedilebildiğinden yüksek frekans devrelerinde de tercih edilirler. Küçük güçlüleri ısınmayla çok az direnç değişimi gösterdiğinden, ölçü aletlerinin ayarında örnek direnç olarak da kullanılırlar. Maliyetlerinin yüksek olması, çok yer kaplamaları ve büyük güçlü olanlarının ısınması gibi olumsuz yönleri vardır.

Film dirençler

Film dirençler; cam veya seramik gibi yalıtkan bir taşıyıcı üzerine ince bir tabaka direnç malzemesi olarak üretilirler. Film kalınlığına göre: İnce ve kalın film dirençler olarak sınıflandırılırlar.

İnce film dirençler

Porselen veya seramik vb. silindirik taşıyıcı çubuk üzerine; karbon, nikel-krom, tantal nitrit, metal oksitler gibi direnç malzemeleri ve cam tozu karışımı püskürtme yoluyla kaplanır. Püskürtülen bu direnç maddesi, çok ince bir elmas uçla veya lazer ışınıyla ya da foto-litografik yöntemler belirli bir genişlikte, spiral şeklinde kesilerek şerit sargılar haline dönüştürülür. Şerit sargıdan biri çıkarılarak diğer sargının sarımları arası izole edilir. Şerit genişliği istenilen şekilde ayarlanarak istenilen direnç değeri elde edilir.

Toleransları %1’den daha küçük olabilir. Yüksek ısıl kararlılıkları ve düşük toleransları ile birçok uygulamada kullanılabilir.

Kalın film (cermet) dirençler

Kalın film dirençler, seramik ve metal tozları karıştırılarak yapılır. Seramik ve metal tozu karışımı bir yapıştırıcı ile hamur haline getirildikten sonra, seramik bir gövdeye şerit halinde yapıştırılır fırında yüksek sıcaklıkta pişirilir. Bu yöntemle, hem sabit hem de ayarlı dirençler yapılmaktadır. Film dirençlerin toleransları %1-5 civarındadır.

Ayarlı dirençler

Ayarlı dirençler, direnç değerinde duruma göre değişiklik yapılması veya istenilen bir değere ayarlanması gereken devrelerde kullanılırlar. Karbon, telli ve kalın film yapıda olanları vardır.

Ayarlı dirençler iki ana gruba ayrılır:

  1. Reostalar
  2. Potansiyometreler

Reostalar

Reostalar,iki uçlu ayarlanabilen(değişken direnç) dirençlerdir. Bu iki uçtan birine bağlı olan kayıcı uç, direnç üzerinde gezdirilerek, direnç değeri değiştirilir.

Reostaların da karbon tipi ve telli tipleri vardır. Sürekli direnç değişimi yapan reostalar olduğu gibi, kademeli değişim yapan reostalarda vardır.

Laboratuvarlarda etalon direnç olarak, yani direnç değerlerinin ayarlanmasında ve köprü metodunda direnç ölçümlerinde, değişken direnç gerektiren devre deneylerinde, örneğin diyot ve transistor karakteristik eğrileri çıkarılırken giriş, çıkış gerilim ve akımlarının değiştirilmesinde ve benzeri değişken direnç gerektiren pek çok işlemde kullanılır. Ve reostalar yukarı da da belirttiğimiz gibi ayarlı dirençlere dahildir.

Potansiyometreler

Potansiyometreler üç uçlu ayarlı orta uç, direnç üzerinde gezinebilir. Direnç değerinin değiştirilmesi yoluyla gerilim bölme, diğer bir deyimle çıkış gerilimini ayarlama işlemini yapar. Devre direncinin çok sık değiştirilmesi istenen yerlerde kullanılır. Potansiyometreler radyo gibi cihazlarda sesin açılıp kapanması için kullanılır.

Potansiyometreler aşağıdaki üç grup altında toplanabilir.

  1. Karbon potansiyometreler
  2. Telli potansiyometreler
  3. Vidalı potansiyometreler
Karbon potansiyometreler

Karbon potansiyometreler, mil kumandalı veya bir kez ön ayar yapılıp, bırakılacak şekilde üretilmektedir. Ayar için tornavida kullanılır. Bu türdeki potansiyometreye “Trimmer potansiyometre” (Trimpot) denmektedir

A: Lineer potansiyometre çıkış gerilimindeki değişim
B: Logaritmik potansiyometre çıkış gerilimindeki değişim

Karbon potansiyometreler. Lineer (doğrusal) veya logaritmik (eğrisel) gerilim ayarı yapacak şekilde üretilir. Yatay koordinat ekseni, potansiyometre fırçasının “a” ucuna göre dönüş açısını, gösteriyor. Düşey koordinat ekseni ise, a-s uçlarından alınan Vas geriliminin , a-e uçları arasındaki Vae gerilimine oranını (Vas/Vae) göstermektedir.

Aynı şeyleri direnç değerleri üzerinde de söylemek mümkündür.

Şekilde, noktalı olarak çizilmiş olan A doğrusu, lineer (doğrusal) potansiyometreye, B eğrisi ise logaritmik potansiyometreye aittir.

Potansiyometre fırçası “a” ucunda iken Vas çıkış gerilimi sıfır ‘dır.

Fırçanın 90° döndürülmüş olduğunu kabul edelim:

Potansiyometre lineer ise; Vas = 32/100*Vae = 0,32Vae olur.
Potansiyometre logaritmik ise; Vas = 8/100*Vae = 0,08Vae olur.
Yükselteçlerde volüm ve ton kontrolünde logaritmik potansiyometrelerin kullanılması uygun olur.

Dirençlerin hangi türden olduğunun anlaşılmasını sağlamak için, omaj değerinden sonra “lin” veya “log” kelimeleri yazılır.

2. Telli potansiyometreler

Telli potansiyometreler, bir yalıtkan çember üzerine sarılan teller ile bağlantı kuran fırça düzeninden oluşmaktadır. Bu tür potansiyometrelerin üzeri genellikle açıktır. Tel olarak Nikel-Krom veya başka rezistans telleri kullanılır.

3. Vidalı potansiyometreler

Vidalı potansiyometrede, sonsuz vida ile oluşturulan direnci taramaktadır. Üzerinde hareket eden bir fırça, kalın film (Cermet) yöntemiyle oluşturulan direnci taramaktadır. Fırça potansiyometrenin orta ayağına bağlıdır. Böylece orta ayak üzerinden istenilen değerde ve çok hassas ayarlanabilen bir çıkış alınabilir.

Potansiyometrelerin başlıca kullanım alanları: Potansiyometreler elektronikte başlıca üç amaç için kullanılırlar;

  • Ön ayar için
  • Genel amaçlı kontrol için
  • İnce ayarlı kontrol için

Standart direnç renk kodları

Dirençlerin değer ve toleransları büyük çoğunlukla üzerlerine çizilen renk şeritleri ile belirtilir. Renk kodlarını okumak için şu formül uygulanır: AB*10^C

Renk1. band2. band3. band (çarpan)4. band (tolerans)Isıl katsayısı
Siyah00×100
Kahverengi11×101±1% (F)100 ppm
Kırmızı22×102±2% (G)50 ppm
Turuncu33×10315 ppm
Sarı44×10425 ppm
Yeşil55×105±0.5% (D)
Mavi66×106±0.25% (C)
Mor77×107±0.1% (B)
Gri88×108±0.05% (A)
Beyaz99×109
Altın×0.1±5% (J)
Gümüş×0.01±10% (K)
Boş±20% (M)


Not
: Renkler kırmızıdan mora, kırmızı düşük enerji, mor yüksek enerji olmak üzere temsil etmektedir.

Kaynak: wikipedia, elektronik kitaplar

1 Yıldız2 Yıldız3 Yıldız4 Yıldız5 Yıldız
Bu yazıya oy vermek ister misiniz?
Loading...
Elektronik, Bilim, Teknoloji, Müzik, Tasarım.
Paylaş

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.