Direnç Nedir? Direnç Çeşitleri ve Özellikleri

Devrelerimizde farklı çeşitlerine sık sık yer verdiğimiz dirençler, elektrik akımını sınırlayan temel devre elemanlarıdır. Devrede voltaj ve akım değerlerini belirli seviyeye indirerek, hassas devre elemanlarının yüksek akıma maruz kalmasını önlemektedirler. Böylece, devre elemanlarının zarar görmesine engel olurlar. Dirençleri çeşitli devrelerde birçok amaç için kullanabiliriz. Temel olarak elektrik akımını sınırlandırma ve bölme, yükleme, eşleştirme ve ısı üretme gibi görevlere sahiptirler. Direncin devredeki önemini basit bir örnekle açıklayacak olursak;

Diyelim ki 12 Volt bir piliniz ile 2 Volt bir LED’i yakmak üzere bir devre yapmak istiyorsunuz. Pili doğrudan LED’e bağlarsanız LED üzerinden çok fazla akım geçecektir ve LED’inizin ısınıp yanmasına neden olacaktır. Ancak, devrenize LED’e seri şekilde bir direnç bağlarsanız fazla olan akımı sınırlandırabilirsiniz. Böylece, LED’in üzerinden geçen akımı kontrol altına alabilirsiniz.

Direnç “R” harfi ile temsil edilir. Birimi Ohm(Ω)’dur. 1A’lik akımın akması, 1Ω’luk bir dirence uygulanan 1V’luk bir voltaj ile gerçekleşmektedir. Voltaj ve akım arasındaki bu doğru orantı Ohm Kanunu’nun temelini oluşturmaktadır.

Ohm Kanunu

Ohm Kanunu, devreden geçen elektrik akımının voltaj ile doğru orantılı ancak direnç ile ters orantılı olduğunu açıklayan bir matematiksel denklemdir. Devrenizdeki akım, voltaj ve direnç değerlerinden ikisini bilmeniz halinde, üçüncüsünü hesaplamak için Ohm Kanunu’ndan yararlanabilirsiniz. Ayrıca çalışır durumdaki devrelerinizin direncini, devrenizi kapatmanıza gerek olmadan Ohm Kanunu ile kolaylıkla hesaplayabilirsiniz. Peki Ohm Kanunu’nun meşhur formülü nedir?

V = I x R yani Gerilim (Volt) = Akım (Amper) x Direnç (Ohm)

Bu formül bir elektronik öğrencisi için olmazsa olmazdır. Bu sebeple, formülü aklınızda daha kalıcı hale getirmek için Ohm Kanunu üçgeninden yararlanabilirsiniz.

Üçgeni kullanarak hesaplama yapmak için bilmediğiniz değeri kapatarak kalan değerler arasındaki işlemi yapmanız yeterlidir. Aradığınız değeri kapadığınızda kalan değerler aynı hizadalarsa çarpma, biri diğerinin üstündeyse bölme işlemi yapmalısınız. Eğer akım değerini arıyorsanız, üçgendeki akımın sembolü olan I değerini kapatın ve geriye kalan V/R işlemini yapın. Böylece akım değerini bulacaksınız.

Şematik Gösterim

Dirençlerin her iki ucunda birer bağlantısı olmak üzere iki terminali bulunmaktadır. Direnç genellikle devrelerde iki şekil ile temsil edilmektedir. Bu şekiller, dalgalı çizginin iki ucundaki terminallerden devreye bağlanan veya dikdörtgenin iki ucundaki terminallerden devreye bağlanan şu şekillerdir:

Direnç Çeşitleri

Karbon Dirençler:

Karbon direnç, toz halindeki karbon ve reçinenin ısıtılarak eritilmesi yolu ile üretilen, geliştiricilerin en sık kullandığı direnç türüdür. Karışımdaki karbon oranı direncin değerini belirlemektedir. Karbon dirençler küçük akımlı devrelerde kullanılmaktadırlar. Değer hassasiyetleri %5-%20 aralığındadır. Uzun ve bükülebilir uçlara sahiptirler. Bu nedenle breadboard, prototipleme kartı veya PCB’ler ile kolaylıkla kullanılabilmektedirler.

4 bantlı olan karbon dirençler, 4 farklı renk kodu içerirler. Bu renk kodları direncin değerini ve toleransını (sapma oranını) gösterir. Renk kodlarından bu değerleri hesaplayabilirsiniz. Bu hesaplama ile ilgili ayrıntılı bilgi almak için, Direnç Renk Kodu Hesaplama sayfamızdan yararlanabilirsiniz.

SMD (Yüzey Montajlı) Dirençler:

SMD direnç, yüzey montaj teknolojisi üzerinden üretimi gerçekleştirilen küçük boyuta sahip ve az yer kaplayan direnç türüdür. Bu dirençler, çok daha küçük boyutlar ile farklı özelliklere sahip devrelerde istenilen akım ve gerilimi yakalayabilmektedirler. Ayrıca, devreye herhangi bir delik delme ihtiyacı duymadan hassas bir şekilde lehimleme imkanı sunmaktadırlar. Bu sebeple, alanın değerli olduğu tasarımlar için vazgeçilmezlerdir.

SMD dirençlerin; başta 805, 603, 402 olmak üzere farklı kılıf seçenekleri bulunmaktadır. Bu kılıf değerleri direncin boyutlarını ifade etmektedir. Bir örnekle açıklayacak olursak; 0805 kılıf tipine sahip bir SMD direnç, 0.08 inç uzunluğunda ve 0.05 inç genişliğindedir.

SMD direncin üzerinde bulunan sayılar ise, direnç değerlerini ifade etmektedir. Genellikle 3 yada 4 haneli olan bu sayıların, son hanesi çarpan olarak yazılır. İlk haneleri ise direkt olarak yazılır. Ayrıca rakamlar arasında R harfi bulunuyorsa, bu virgül olarak kabul edilir. Böylece direnç değerleri belirlenir. Diyelim ki üzerinde 751 yazan bir dirence sahipsiniz, bu direncin değeri 75 x 10^1 formülü ile hesaplanır. Sonuç 750 Ohm’dur. Üzerinde 3R3 yazan başka bir direncin değeri ise, 3.3 Ohm’dur.

Metal Film Dirençler:

Metal film direnç, elektrik akımına karşı direnç gösteren bir maddenin, seramik bir çubuğun etrafına kaplanması ile üretilen direnç türüdür. Bu dirençlerin değer hassasiyetleri %1-%2 gibi çok küçük değerlerdir. Metal film dirençler, düşük tolerans değerlerine sahip olmakla birlikte, yük altında yüksek kararlılık sergilemektedirler. Bu nedenle, hassas yapılı elektronik devrelerde sıklıkla tercih edilmektedirler. Genellikle köprü devreleri, filtre devreleri, amplifikatörler ve düşük gürültülü analog sinyal devreleri için kullanılmaktadırlar.

5 bantlı olan metal film dirençler, 5 farklı renk kodu içerirler. Bu renk kodları direncin değerini ve toleransını (sapma oranını) gösterir. Renk kodlarından bu değerleri hesaplayabilirsiniz. Bu hesaplama ile ilgili ayrıntılı bilgi almak için Direnç Renk Kodu Hesaplama sayfamızdan yararlanabilirsiniz.

Taş Dirençler:

Taş direnç, krom-nikel, nikel-gümüş, konstantan, tungsten, manganin vb. maddelerden üretilmiş tellerin porselen, bakalit, amyant gibi ısıya dayanıklı bir madde üzerine sarılması ile üretilen direnç türüdür. Bu dirençler yüksek güç değerine sahiptirler. Bu nedenle, yüksek akım çeken devrelerde kullanılmaları uygundur.

Taş dirençlerin direnç değerleri gövdelerinde yazılıdır. Güç değerleri 2W–225W aralığındadır.

Alüminyum Dirençler:

Alüminyum direnç, yüksek ısı dağılımı gereken ortamlarda kullanılan bir direnç türüdür. Ayrıca, yüksek yüzey yüklerine sahip elamanların olduğu devrelerde de sıklıkla tercih edilmektedir. Devrede akımın sınırlandırılmasını ve değerlerin sabit tutulabilmesini sağlayarak hassas devre elemanlarının yüksek akımdan zarar görmesini engellemektedir. Alüminyum dirençler, alüminyum muhafaza içine gömülmüş tel sargılı yapıda dirençlerdir. Bu nedenle, dış kuvvetlerden, tozlu ortamlardan, titreşimden ve aşırı ısıdan etkilenmezler. Yerleştikleri yüzeyde üst düzey ısı alışverişi sağlamakta olup, direnci doğru orantılı olarak değişen düşük sıcaklık katsayısına sahiptirler. Endüstriyel makineler, yük testi, elektrik gücü dağıtımı gibi yaygın kullanım alanlarına sahiptirler.

Sıra Dirençler:

Sıra direnç, çok sayıda aynı değere sahip direncin bir paket içerisinde toplanmasıyla elde edilen direnç türüdür. Paket içerisindeki tüm dirençlerin birer ayakları bağlı, birer ayakları serbesttir. Bir diğer adı da entegre direnç olan sıra dirençler, çok karmaşık devrelerde montaj kolaylığı sağlamak için kullanılmaktadırlar.

Şönt Dirençler:

Şönt direnç, bir elektrik devresindeki akımı ölçmek için kullanılan hassas bir direnç türüdür. Akım şöntü veya ampermetre şöntü olarak da bilinmektedir. Bir direnç boyunca voltaj düşüşünü ölçerek çalışmaktadır. Şönt dirençler, genellikle ölçtüğü akımı etkilememek için küçük ve iyi tanımlanmış bir dirence sahiptir. Devreden geçen akım büyüklüğü arttığında, ampermetreye zarar verebilecek potansiyel akımları ölçmek için kullanılmaktadırlar.

Değişken Dirençler (Potansiyometreler):

İsteğe bağlı olarak, elektrik direncini belirli bir değer aralığında ayarlanabildiğimiz dirençler değişken dirençlerdir. Ara direnç değerine ihtiyaç duyulan projelerde veya akım ve voltaj kontrolü devrelerinde sıklıkla kullanılmaktadırlar.

Potansiyometreler en yaygın değişken direnç çeşididir. 3 terminal kullanılarak bir voltaj bölücü olarak işlev görmektedirler. Üzerinde en yüksek değeri yazan potansiyometreler, 0 ile bu değer arasında bir değere kolaylıkla ayarlanabilir yapıdadırlar. Potansiyometrelerin üzerindeki mili çevirdikçe direnci değişmektedir. Breadboardlar ile uyumlu pin aralıkları sayesinde birçok projenizde rahatlıkla kullanabilirsiniz.

Termistörler (NTC-PTC):

Termistörler, ortamdaki ısının değişimiyle direnci değiştiren devre elemanlarıdır. İletim modellerine göre NTC ve PTC olmak üzere ikiye ayrılmaktadırlar.

NTC (Negative Temperature Coefficient) termistörler, bulunduğu ortamın yada temas ettiği yüzeyin ısısı ile ters orantılı olarak direnci değişen devre elemanlarıdır. Ortamdaki sıcaklık arttıkça direnç düşer ve akımın akışına izin verir. Bu sebeple, Trafo yada motorun fazla ısınmasına karşı önlem almak istediğiniz projelerinizde kullanabilirsiniz.

PTC (Positive Temperature Coefficient) termistörler, bulunduğu ortamın yada temas ettiği yüzeyin ısısı ile doğru orantılı olarak direnci değişen devre elemanlarıdır. Bulunduğu devrede akım değeri limit değerinin üzerine çıktığında, ısınarak direnç değerini yükseltir. Bu sayede akımı çok küçük bir seviyeye düşürür. Akım değeri limit değerinin altına düştüğünde soğuyarak, normal çalışma moduna geri döner. Bu özelliği ile, elektronik devrelerinizde akımı sınırlandırmak ve olası kısa devre arızalarından korunmak için kullanabilirsiniz.

Foto Dirençler (LDR):

Foto dirençler, ortamdaki ışık seviyesini kontrol ederek, direnci değiştiren devre elemanlarıdır. Bağlı olduğu devreyi tetiklerek, ışığa duyarlı bir tepki oluşturmaktadır. Üzerine düşen ışık şiddeti arttıkça direnç değeri azalmakta, ışık şiddeti azaldıkça direnç değeri artmaktadır. Işıklı ortamda direnci 10 Ohm’a kadar düşebilmekte olup, karanlık ortamda 200M Ohm’a kadar yükselebilmektedir. Foto dirençler; aydınlatma sistemleri, kumanda sistemleri ve optik sensör olarak pek çok endüstriyel projede sıklıkla kullanılmaktadırlar.

Dirençler hakkında genel bilgilere sahip olduktan sonra, kendi devreleriniz için uygun olan dirençleri seçerek pratik yapmak için mağazımızı ziyaret edebilirsiniz. Eğer elektroniğe yeni başlıyorsanız 7 Adımda Elektroniğe Başlamak isimli yazımızı okuyabilirsiniz. Ayrıca elektronik hakkındaki videolarımıza ulaşmak için YouTube kanalımızı ziyaret edebilirsiniz.