Direnç elektronik devrelerde elektrik akımının ve voltajının ayarlanmasında, daha bir çok uygulamada kullanılan devre elemanıdır. Elektrik akımına karşı koyulan kuvvet denilince ilk akla direnç gelir. Bu içeriğimizde direnç nedir? Direnç ne işe yarar? Gibi soruların cevabını sizler için derledik.

Direnç Nedir?

Direnç kavramını tam olarak anlayabilmemiz için akım nedir? Bunun hakkında bilgi sahibi olmak gerekir. Akım, bir malzemedeki elektronların belirli bir yöne doğru akmasıdır.

Akım akışının gerçekleşebilmesi için karşı yönden gelen elektronlardan fazla olması gerekir. Eşit olursa elektron akışı gerçekleşmez ve yalıtkan malzemeye dönüşür.



Direnç, elektrik akımına karşı koyulan bir kuvvet ve devredeki elektron akışının önündeki bir engeldir. Direnç “R” harfi ile gösterilir, birimi ohm’dur. Omega(Ω) simgesi ile gösterilir. Tarihte ilk defa Alman bilim adamı Ohm tarafından 1827 yılında bulunmuştur.

Direnç, akım ve gerilim arasındaki ilişki ohm yasası olarak kabul edilir. V(gerilim)=I(akım) x R(direnç) formülü ile hesaplanır. Bu değişkenlerden iki tanesi bilinirse üçüncü değişken hesaplanarak bulunabilir.

Direnç kavramı gözle görülemediği için anlaşılması kolay değildir. Bu kavramın daha iyi anlayabilmek için günlük hayattan bir benzetme ile örneklendirelim. Bir su tankından aşağı doğru inen su örneğini verebiliriz Bu örnekte yükseklik gerilime, suyun akış hızı akım hızına ve ince borunun su akış hızını kısıtlamasını birde vana’nın eklenmesini dirence benzetebiliriz. Böylelikle boru daraltılırsa veya vana kısılırsa suyun akışı azalacaktır. Bu elektrik devresindeki direncin artmasına benzer bir örnek olacaktır. Vana’nın tamamen kapatılması ise elektrik devresindeki akımı durduran anahtara benzetilebilir.

Direnç Ne İşe Yarar?

Direncin ana fonksiyonlarından bir tanesi akım hızını kontrol etmek olduğunu öğrendik. Bir dirençte elektronların elektrik akımını azaltan ve aynı zamanda ısı meydana getiren iyonlarla karşılaşır. Direnç ne kadar yüksekse verilen voltaja bağlı olarak akımı az geçirir. Direncin bir çok kullanım alanı vardır. Bazı uygulama ve kullanım alanlarını şu şekilde sıralayabiliriz:

• Devre fonksiyonları
• Isıtma
• Bölme gerilimi
• Frekans ve zamanlama
• LED’ler ve transistörler

Devre fonksiyonlarında bir düğme türü özellik kullanarak direnci arttırıp azaltabiliriz. Değişen dirençle birlikte devreden geçen akımın şiddeti değişkenlik gösterecektir. Bu tür dirençleri kullanarak bir ışığın parlaklığını ve bir motorun hızını kontrol edebiliriz.

Akım iletimi gerçekleşirken dirençler sayesinde ısı meydana gelmektedir. Dirençler; ısıtıcı, kettle, mikrodalga fırın, elektrikli ocaklar, ekmek kızartma makinesi ve daha bir çok ısıtma cihazlarında kullanılır. Evimizi aydınlatan ampullerde bulunan dirençler sayesinde yüksek ısıyla birlikte metal filaman parlar ve ışık enerjisi ortaya çıkar.

Voltajın bölünmesi, bazı cihazların düşük gerilimde çalışması sebebiyle giriş geriliminden düşük bir gerilime ihtiyacı vardır. Dirençleri seri bağlayarak voltajı azaltarak düşük gerilimde çalışan cihazların sorunsuz bir şekilde çalışmasını sağlamış oluruz.

Sistemlerin belirli bir frekans ve zamanlamada çalışabilmesi için direnç kullanabiliriz. Acil sirenler, uçaklar ve yüksek kulelerde bulunan sürekli yanıp sönen ışıklar güvenlik önlemi için kullanılmaktadır. Bu yanıp sönme işlemi gerçekleşirken direnç kullanılır. Akımı belli bir süre depolayıp sonra ışık olarak boşaltma prensibiyle çalışırlar. Direnç artarsa akımı boşaltma süresi uzar ve ne kadar akım geçmesi gerektiğine karar verir.

LED’ler ve transistörler elektrik akımına karşı hassas oldukları için üzerlerinden geçecek olan fazla akım zarar verebilir. Bu sebeple direnç kullanımı ile istenilen akım aralığında çalışması sağlanacaktır.

Direnç Nasıl Çalışır?

Direnç, gerilimi düşürerek elektrik akımına engel olduğu müddetçe elektrik enerjisini absorbe eder ve ısı olarak ortaya çıkar. Isı yayılımı günümüzde bir watt’ın kesri kadardır.
Direnç akımın akışını üç yolla kısıtlayabilir. Birincisi, iletkenliği az olan bir madde kullanarak, ikinci olarak iletken malzemeyi incelterek ve son olarak iletken malzemeyi daha uzun yaparak akımın hızını yavaşlatabilir. Dirençlerin bir çoğu tel sargılıdır.

Yalıtkan malzeme üzerine sarılmış iletken tellerden oluşmaktadır. Fiziksel tel yerine dirençler ile sarılanları da vardır, bunlara karbon filmi denir. Tel sargılı dirençler, karbon sargılı dirençlerden daha hassas ve kararlıdır. Tel sargılı dirençler, telin sargı sayısı ve kalınlığı ile kontrol edilir.

Direnç Çeşitleri Nelerdir?

Elektrik ve elektronik devrelerde kullanılan çok sayıda direnç çeşidi vardır. Direnç türleri üretimlerine ve yapılarına göre farklı özelliklere sahiptir. Temel olarak iki sınıfta incelenebilir. Bunlar; doğrusal dirençler ve doğrusal olmayan dirençler olmak üzere iki tipte sınıflandırılabilir.

Lineer Dirençler

Uygulanan sıcaklık ve gerilim miktarına göre değeri değişen dirençlere denir. Dirençlerin büyük bir kısmında içerisinden akım geçtiğinde gerilimi düşüren cihazlardır. Doğrusal özelliklere sahip iki direnç çeşidi vardır. Sabit dirençler ve değişken dirençler.

Sabit Dirençler

Sabit bir değere sahip dirençlerdir. En çok kullanılan direnç türlerinden bir tanesi sabit dirençlerdir. Devrelerde uygun akım ve gerilim koşullarını sağlamak amacıyla kullanılır.

Çeşitleri şunlardır;

• Telli Dirençler
• Film Dirençler
• karbon Dirençler
• Entegre Dirençler
• Smd(yüzey montajlı) Dirençler

Değişken (Ayarlı) Dirençler

Değişken dirençler, sabit bir dirence bağlı sürgülü malzeme sayesinde direnci arttırılıp azaltılabilen devre elemanlarıdır. Çeşitleri şunlardır;

• Potansiyometreler
• Trimpotlar
• Reostalar

Doğrusal Olmayan (Ortam Etkili) Dirençler

İçerisinden geçen akımın, uygulanan gerilim veya sıcaklık değişimi ile farklılık gösterdiği, ohm yasasına göre değişmediği direnç çeşitleridir. Ortam etkili dirençler, ısı etkili dirençler(termistörler) ve ışık etkili dirençler(LDR) olmak üzere iki kısma ayrılır.

Isı Etkili Dirençler (Termistörler)



Termistörler, sıcaklık değişimi ile direnci değişen devre elemanlarıdır. Negatif katsayılı direnç(NTC) ve pozitif katsayılı direnç(PTC) olmak üzere iki kısma ayrılır.

NTC: Negatif katsayılı termistörlerdir. Sıcaklık arttıkça dirençleri azalır, sıcaklık azaldıkça dirençleri artar.

PTC: Pozitif katsayılı termistörlerdir. Sıcaklık arttıkça dirençleri artar, sıcaklık azaldıkça dirençleri azalır.

Işık Etkili Dirençler(LDR)



Foto direnç veya ışık etkili direnç(LDR) diye isimlendirilir. Üzerine düşen ışık şiddetine göre direnci ters orantılı değişen devre elemanıdır. Işık yoğunluğu arttıkça direnci azalır.

Direnç Renk Kodları ve Anlamları

Direnç değerleri renk kodlarıyla gösterilir. Gücü 1 watt’a kadar olan dirençler renk kodlarıyla gösterilir. Renk kodları, direncin değerini, toleransını, dayanıklılığını ve arıza oranını belirtirler.

Renk kodları belirli bantlar tarafından belirlenir. Bant sayısı 3-6 arasında değişkenlik gösterir.

Direnç Kodları Nasıl Okunur?

• Okuma yönü ve bant sayıları farklılık gösterebilir. Altın veya gümüş bant her zaman son banttır. Bu bilgi ile ilk bandımızın tespiti kolaylaşmış olur.
• Şüpheye düştüğünüzde veya renk kodları yandığında ohmmetre ile ölçüm yaparak direnç değeri bulunur.
• Tek siyah bantlı dirençler sıfır ohm değere sahiptir. Devreleri birbirine bağlamak için tel görevi görür.
• Dördüncü bandı altın veya gümüş olan beş bantlı dirençlerde beşinci bant sıcaklık katsayısını gösterir.

Renklerin sırasını akılda tutmak için bazı kodlamalar oluşturuldu. Bunlardan en yaygını “SoKaKTa SaYaMaM GiBi”dir

Dört Bantlı Dirençler



Dört bantlı dirençler en yaygın kullanılan versiyonudur. İki bant, bir çarpan ve birde tolerans bandına sahiptir. Renk kodu tablosu kullanılarak renklerin temsil ettiği değerler bulunur. Bu gösterilen resimde Sarı’nın 4’ü, mor’un da 7’yi temsil ettiği bulunur. Üçüncü bant çarpandır. Turuncu 3’ü yani 103 çarpan değerini temsil eder. Bu direnci değeri 47 x 103 = 47 x 1000 = 47000 Ω’dur. Dördüncü bant ise altın olduğu için %5’lik bir toleransa sahip olduğunu gösterir.

Beş Bantlı Dirençler

Yüksek hassasiyete sahip dirençlerdir. İlk üç bant anlamlı bantları, dördüncü bant çarpan ve beşinci bant ise toleransı temsil eder. Bu gösterilen resimde turuncu (3), yeşil (5), siyah (0), kırmızı (2) yani 102 ve kahverengi ise %1’lik toleransa sahiptir. Böyle olunca direncin değeri 350 x 102= 350 x 100 = 35000 Ω’dur.



Altı Bantlı Dirençler



Sıcaklı katsayısını belirtmek için ek bandı olan yüksek hassasiyetli dirençlerdir. ilk üç bant anlamlı bantları, dördüncü bant çarpan, beşinci bant toleransı ve altıncı bant is sıcaklık katsayısını temsil eder. Bu gösterilen resimde sarı (4), kahverengi (1), kırmızı (2), turuncu (3) yani 103, kahverengi %1’lik toleransa ve mor renginin sıcaklı katsayısı yoktur. Böyle olunca direncin değeri 412 x 103= 412 x 1000 = 412 kΩ’luk bir direnci temsil eder.

Kaynak

direnç olsa dc nin işi çok zormuş