DİRENÇLER

Elektrik akımına karşı zorluk gösterilmesine elektriksel direnç denir. Bu zorluğu belli bir sayısal değer nispetinde gösteren özel üretilmiş devre elemanlarına da (bileşen) DİRENÇ (Resistor) denir. 'R' harfiyle gösterilir. Dirençler sahip oldukları elektriksel büyüklüklerle anılırlar. Direncin elektriksel büyüklüğü 'ohm' dur ve 'Ω' (omega) harfiyle gösterilir.

Temel olarak iki yaygın kullanım biçimi vardır.

. Herhangi bir noktadan geçen akımın belli bir seviyede geçmesi istendiğinde ve

. Gerilim dağıtımında (Gerilim bölücü olarak) kullanılabilir.

Buna ilaveten kullanım yerlerine göre üç tür direnç vardır.

. Sabit değerli dirençler Animasyon-1:Sabit Direnç Çeşitleri

. Ayarlı dirençler (Potansiyometre, Trimpot, Reosta) Animasyon-2:Ayarlı Direnç Çeşitleri

. Ortam etkili dirençler (LDR, NTC, PTC, VDR) Animasyon-3:Özel Ortam Etkili Direnç Çeşitleri

Bir devrenin çiziminde her iki sembol aynı anda kullanılmamalıdır. Yalnızca biri tercih edilmelidir. Sabit dirençler çok farklı fiziksel yapılarda üretilmektedir. En yaygın olanı karbon film yapıda üretilen ve silindirik bir görünüme sahip olan, direnç değerinin üzerindeki renk bandlarıyla temsil edildiği dirençlerdir. Ayrıca sayısal sistemlerde çok yaygın olarak kullanılan 'Yüzey Temaslı Devre Elemanı' biçiminde olan ve diğer dirençlere göre fiziksel boyutu çok daha küçük olan dirençler vardır. Not: Diğer dirençler hakkında bilgi toplamaya çalışın.

Laboratuar uygulamalarında daha çok üzerinde renk bandları olan karbon film yapısındaki dirençler kullanılır. 1 Nolu tabloda bu tür dirençlerin sahip oldukları renk bandlarının aldıkları sayısal değerler gösterilmiştir. Tablonun altında renk bandlarıyla ilgili örnek işlemler vardır.

TABLO-1: Direnç Renk Tablosu

RENKLER		SAYI	ÇARPAN	TOLERANS
Siyah		0	100	%20
Kahverengi		1	101	%1
Kırmızı		2	102	%2
Turuncu		3	103	-----
Sarı		4	104	-----
Yeşil		5	105	%0,5
Mavi		6	106	-----
Mor		7	107	-----
Gri		8	108	-----
Beyaz		9	109	%10
Altın		-----	10-1	%5
Gümüş		-----	10-2	%10

Ör-1: Dört renkli direnç uygulaması
Resim-2	1.Renk 2.Renk 3.Renk (Çarpan) Tolerans 6 8 x103=1000 %5 Direnç = 68 kΩ Hangi rengin 1. renk olduğuna karar vermek öğrencilerin zorlandıkları bir konudur. Tecrübeyle elde edilecek bir yetenektir. Çoğunlukla 1.renk kenara daha yakındır ve tolerans bandı diğer renk bandlarından birazcık daha uzaktadır.

Soru-1)
%5 toleranslı 5,6kΩ'luk direncin renk bandlarını bulun. (Doğru yanıt için 'Eşitle' butonuna tıklayın.)
	1.Yeşil 2. Kırmızı 3. Kırmızı 4. Altın 1.Yeşil 2.Mavi 3.Turuncu 4.Altın 1.Yeşil 2.Mor 3.Kırmızı 4.Gümüş 1.Yeşil 2.Mavi 3.Kırmızı 4.Altın

Ör-2: Beş renkli direnç uygulaması
Resim-3	1.Renk 2.Renk 3.Renk 4.Renk (Çarpan) Tolerans 6 8 5 x 102=100 %5 Direnç = 68,5 kΩ

Soru-2)
%0,5 toleranslı 12,8kΩ'luk direncin renk bandlarını bulun. (Doğru yanıt için 'Eşitle' butonuna tıklayın.)
	1.Siyah 2. Kırmızı 3. Kırmızı 4.Mavi 5. Yeşil 1.Kahverengi 2.Kırmızı 3.Gri 4.Kırmızı 5.Yeşil 1.Kahverengi 2.Kırmızı 3.Gri 4.Kahverengi 5.Kırmızı 1.Kahverengi 2.Kırmızı 3.Beyaz 4.Kırmızı 5.Yeşil

Dirençler renk bandlarının gösterdiği değeri çoğu zaman tam olarak alamaz. Üretim aşamasında çeşitli etkenlerden dolayı direnç değerinde sapma olur. Üretim aşamasında oluşacak bu sapma standartlara bağlanmıştır. Öngörülen sapma miktarına tolerans (hata payı) denir. Üretici firma dirençleri belli bir hata payında üretmek zorundadır. Direncin hata payı renkli dirençlerde karşılık gelen renk bandıyla gösterilir. Dirençlerde en yaygın olarak kullanılan hata payı rengi 'Gümüş' ve 'Altın' dır. Gümüş renginin karşılık geldiği hata payı değeri kuramsal (teorik) direnç değerinin %10'u, Altın renginin karşılık geldiği hata payıysa kuramsal direnç değerinin %5'i kadardır. Aşağıda bir direncin hata payı değerine göre alabileceği en üst ve en alt değerlerin hesaplanmasıyla ilgili örnek bir uygulama yapılmıştır.

Ör: Değeri 1 kΩ ve tolerans rengi gümüş olan bir direncin direnç aralığı şu şekilde hesaplanır.
%10 = 0,1
fark = + direnç x hata payı fark = + 1 kΩ x 0,1 = + 100 ohm
En üst direnç değeri= direnç + fark En üst direnç değeri= 1 k + 100 = 1,1 kΩ En alt direnç değeri= direnç - fark En alt direnç değeri= 1k - 100 = 900 ohm

4 nolu animasyonda tercihli olarak 4 ve 5 renkli direnç modelinin incelemesi yapılmaktadır. Üstlerinde band numaraları olan seçme menüleri aracılığıyla istenilen bandın rengi değiştirilir. Her renge sayısal bir değer karşılık gelmektedir. Bu sayısal değerlerin hesaplanması neticesinde direncin kuramsal ve en üst-en alt değerleri hesaplanır. Üretimi yapılan direncin değer aralığı ön görülen hata payının dışına çıkmamalıdır. İşte bu nedenle 4 nolu animasyonda kuramsal direnç değerine ek olarak direncin alabileceği en az ve en üst değerler de gösterilmiştir.

4 nolu animasyonda istenilen değerde direnç elde edilmektedir. Ancak gerçek hayatta durum böyle değildir. Piyasada her omik değerde direnç bulmak mümkün değildir. Ticari amaçla büyük miktarlarda üretilen ve piyasaya sürülen dirençler standart direnç olarak anılır. Birde herhangi bir firmanın sadece kendi cihazında kullanmak üzere ürettirdiği standart dışı dirençler vardır.

Piyasada değişik hata paylarında farklı standart dirençler vardır. Tablo-2'de %10 ve %5 hata payı oranına sahip dirençlerin üretildiği standart rakamlar verilmiştir.

Potansiyometre (Pot): Potansiyometreler yaygın olarak belli bir noktadaki elektrik seviyesini ayarlamak amacıyla kullanılır. Bu işlem üzerindeki ayar kolu aracılığıyla yapılır. Böylece elektronik cihazlarda elektrik seviyesinin kullanıcı aracılığıyla ayralanması istenen her durumda potansiyometreler kullanılabilir. Potansiyometreler kullanım amacına göre iki türlü bağlanırlar:

1. Yan noktalardan biriyle orta nokta birleştirilir. Böylece iki ayaklı ayarlanabilir bir direnç elde edilmiş olur. Resim-4'de kullanım örneği gösterilmiştir: Resim-4

2. Orta ayak kontrol edilecek noktaya ve yan ayaklar iki ayrı noktaya bağlanır. Böylece iki ayrı noktanın elektrik seviyesi kontrol edilebilir. Resim-5'de kullanım örneği gösterilmiştir: Resim-5

2 nolu animasyonda laboratuar uygulamalarında en çok kullanılan ayarlı direnç 'Potansiyometre' incelenmiştir. 3 bağlantı noktası vardır. ıki yan nokta arasındaki direnç sabittir. Herhangi yan noktayla orta nokta arasındaki dirençse ayar kolu arcılığıyla ayarlanabilir. A-B arasındaki direnç değeri artarken B-C arasındaki direnç değeri azalır. Aynı şekilde B-C arasındaki direnç artarken A-B arasındaki direnç azalır.

Işık değişiminden etkilenen dirençler (Foto Direnç - LDR): Üzerine düşen ışık şiddetiyle ters orantılı olarak direnci değişen devre elemanlarıdır.

Isı değişiminden etkilenen dirençler (Termistör - NTC/PTC): Gövde sıcaklığı yükseldikçe direnci yükselen ve gövde sıcaklığı düştükçe de direnci düşen dirençler 'Pozitif Katsayılı Direnç - PTC' olarak adlandırılır. Gövde sıcaklığı düştükçe direnci yükselen ve gövde sıcaklığı yükseldikçe de direnci düşen dirençler 'Negatif Katsayılı Direnç - NTC' olarak adlandırılır.

Animasyon-4'te suyun belli bir sıcaklık değerinin altına düşmesi durumunda alarm veren devre incelenmiştir. Bu devrede NTC elemanı kullanılmıştır. Böylece suyun sıcaklığı düşünce NTC'nin direnci yükselmektedir. R1 potansiyometresine seri bağlı olduğu için üzerine düşen gerilim direncin yükselmesiyle beraber artar. Termistörün üzerindeki gerilim tranziztörün çalışması için gerekli eşik geriliminin üzerine çıktığında tranziztör iletime geçer. Sıcaklık ne kadar düşük olursa, NTC'nin direnci de o kadar yüksek olur ve üzerine daha fazla gerilim düştüğünden tranziztör daha fazla kollektör akımı geçirir. Böylece tranziztörün kollektörüne bağlı lamba daha fazla ışık yayar.

Soru-3)
R1 potansiyometresi 70kΩ'a ayarlı olduğunda alarmın çalışması için su sıcaklığı aşağıdaki sıcaklık değerlerinden hangisi dolaylarında olmalıdır? (Doğru yanıt için 'Eşitle' butonuna tıklayın.)
	36° 3,6° 6° 60°

Gerilim değişiminden etkilenen dirençler (VDR): Uçlarına uygulanan gerilim miktarıyla ters orantılı olarak direnci değişen devre elemanıdır.