E-bergi ailesine selamlar. :) Her ay olduğu gibi bu ay da bir donanım yazısıyla karşınızdayım. Bu aydan itibaren bir değişiklik yaparak; donanımlarda ilerde yapacağımız incelemelerde işimize yarayacak temel bilgilerden bazılarına değineceğim. Biliyoruz ki bilgisayarın temeli elektrikten geliyor. Elektriğin de belli başlı kanunları var. Bu ay bu kanunlardan hem bilgisayarla alakalı hem de önemli olan “Direnç ve Ohm Kanunu”nu inceleyeceğim.
Direnç ve Ohm Kanunu
Direnç, elektrik devrelerinde iki anlama gelir:
- Elektrik akımına gösterilen zorluk
- Elektrik akımına karşı zorluk göstererek onu sınırlamak amacı ile üretilmiş devre elemanı
Bir elektrik devresinde devreye uygulanan gerilimin (V) akıma (I) oranı daima sabit olup bu oran dirence (R) eşittir. direncin ne olduğunu anladığımıza göre Ohm Kanunu'yla devam edelim.
Ohm Kanunu
Bu kanuna göre kapalı bir elektrik devresinde devreden geçen akım devreye uygulana gerilim ile doğru, devrenin direnci ile ters orantılıdır.Ohm Kanunu'na göre:
Gerilim = Akım . Direnç bir başka deyişle:
E = I . R (E: gerilim,I:akım,R:direnç)Bir devrede direnç sabit tutularak, gerilime uygulanan azaltma ya da yükseltme işlemi devreden geçen akımı da aynı şekilde etkiler. Bir devrede gerilim sabit tutulursa , direnç azaltıldıkça akım da aynı oranda artar. Direncin artırılması da akımın aynı oranda düşmesine neden olacaktır. Ohm kanunu hem DC (doğru akım) hem de AC (dalgalı akım) devreleri için geçerlidir.
Ohm Kanunu'nda Dönüşümler
1 Ω = 10 -3 Ω ( kilo ohm, K Ω ) = 10-6 Ω ( mega ohm, M Ω)Yukarıdaki formülleri uygulayabilmemiz için devremizdeki gerilim,akım ve direnci ölçmemiz gerekmektedir. İşte şimdi, sırasıyla gerilim, akım ve direnci nasıl ölçtüğümüzü inceleyeceğiz
Gerilimi Ölçmek
Gerilim voltmetre denilen cihaz ile ölçülür. Voltmetre elektrik akımının manyetik etkisinden yararlanılarak yapılmış bir ölçüm cihazıdır. Devreye paralel bağlanır ve bağlandığı iki nokta arasındaki gerilimi ölçer. Voltmetreler DC ve AC gerilim ölçenler olmak üzere ikiye ayrılır.
DC gerilimi ölçen voltmetrelerin artı (+) ve eksi (-) kutupları vardır. Bu voltmetrelerle ölçme yaparken bu kutupları doğru bağlamalıyız.
Gerilim Ölçerken Dikkat Edilmesi Gerekenler
- Voltmetreyi devreye paralel bağlamalıyız.
- DC gerilim ölçülüyor ise DC voltmetrenin artı ve eksi kutbunu doğru biçimde bağlamalıyız.
- Ölçülecek gerilimin miktarını göz önünde bulundurup uygun ölçme seviyesinde ölçüme başlamalıyız. Ölçülecek gerilimin miktarı hakkında hiçbir fikrimiz yoksa en yüksek seviyeden ölçmeye başlamalıyız.
Akımı Ölçmek
Bir elektrik devresinden geçen akım ampermetre ile ölçülür. Ampermetre, voltmetre gibi, elektrik akımının manyetik etkisinden yararlanılarak yapılmış bir ölçme cihazıdır. Devreye seri bağlanan ampermetre, ölçme cinsine göre adlandırılır. Örneğin mili ampermetre akımı mili amper cinsinden ölçerken, mikro ampermetre akımı mikro amper cinsinden ölçer. Ampermetreler de DC ve AC ölçen ampermetreler olmak üzere ikiye ayrılır.DC akım ölçen ampermetrelerin (+) ve (–) kutupları vardır. Bu ampermetreler devreye seri olarak bağlanırken; (+) ve (-) uçlarına dikkat edilmelidir.
Akım Ölçerken Dikkat Edilmesi Gerekenler
- Ampermetreyi devreye seri bağlamalıyız. Ampermetreyi yanlışlıkla devreye paralel bağlarsak ya cihaz bozulur ya da sigorta atar.
- DC akım ölçülüyorsa ampermetrenin + ve – kutuplarını doğru bağlamalıyız.
- Ölçülecek akımın miktarı göz önüne alınarak uygun ölçüm derecesiyle başlamalıyız. Eğer miktar hakkında bir fikrimiz yoksa en yüksek dereceden başlamalıyız.
Direncin Ölçülebilir Diğer Niceliklerle İlişkisi
Direncin İletkenin Uzunluğu İle Değişimi
Bir iletkenin direnci, uzunluğu ile doğru orantılıdır. Uzunluk arttıkça direnç de artar. Bunun temel nedenini şöyle açıklayabiliriz: iletkenin boyu uzadıkça elektronların sürtüneceği atom ve moleküllerin sayısı da artacağından iletkenin akıma karşı gösterdiği direnç de artar.
Direncin İletkenin Kesiti İle Değişimi
İletkenin kesit alanı ne kadar büyük olursa akım o kadar az direnç gösterir. Kesit küçük olduğunda akıma gösterilen direnç artar. Buna göre kesit alanı ile direncin ters orantılı olduğunu söylemek mümkün. Aynı sayıdaki elektronların, kesitleri farklı iki iletkenden geçtiğini varsayalım. Kalın kesitli iletkene göre ince kesitli iletkendeki direnç fazla olacaktır. Bunun sebebi de ince kesitli iletkenden geçen elektronların daha fazla sayıda atoma çarpmasıdır.
Direncin İletkenin Cinsi İle Değişimi
Direnç iletkenlerin cinsine göre değişir. Her iletkenin atom yapısı farklı olacağından , her birinin akıma karşı gösterdiği direnç de farklıdır.
Özdirenç
1 metre uzunluğunda ve 1 mm<sup>2</sup> kesitindeki bir iletkenin direncine özdirenç denir. Özdirenç p harfi ile gösterilir. Örneğin gümüşün, bakırın, altının ve demirin özdirenci sırasıyla 0.0162,0.0178,0,0233 ve 0.0971'dir.
Direncin Sıcaklık İle İlişkisi
İletkenin direnci sıcaklık ile doğru orantılı olup sıcaklığın artması ile artar; azalması ile azalır. Direncin sıcaklığının değişmesinin iki sebebi vardır:
- Ortam sıcaklığı
- Direnç içinden geçen akım
Devre tasarımları için kullanılan dirençler bir hesaplama sonucunda seçilir. Direnç çok hassas bir noktada bağlı ve ısı değişikliğinden dolayı direncin değeri değişmişse devrenin çalışması etkilenebilir. Dirençlerin üzerinde yazılarla ya da renk kodlarıyla belirtilen değerler direncin oda sıcaklığındaki değeridir.
Metallerin direnci 0 derece ile 100 derece arasında doğrusal olarak değişir. Çok küçük ya da çok büyük sıcaklık değerlerinde özdirenç sıcaklıkla doğru orantılı olarak değişmez.
Değeri Isıya Bağlı Dirençler
Termistör
Termistör sıcaklığa bağlı olarak direnci değişen bir devre elemanıdır. Isıya duyarlı diğer elektronik malzemelere göre hızlı, ucuz ve hassas olduklarından algılayıcı(sensor) olarak endüstriyel elektronikte kullanılır. İki tip termistör üretilir:
- NTC: Bu termistörlerde direnç değeri sıcaklık ile ters orantılı olarak değişir. Sıcaklığın artmasıyla direnç azalır, azalması ile de direnç artar.
- PTC: Bu termistörlerde direnç, sıcaklık ile doğru orantılıdır.
Değeri Işığa Bağlı Dirençler
Üzerine düşen ışığın şiddetine bağlı olarak iç direnci değişen ya da uçlarında bir gerilim oluşan elemanlara foto eleman denir.
Foto direnç, üzerine düşen ışığa göre direnç değeri artıp azalan bir direnç türüdür. Üzerine ışık düşmediği zaman direnci çok yüksektir. Işık düştüğünde ise direnci azalır. Foto dirençler genellikle alarm devrelerinde ve sokak lambalarının güneş ışığına bağlı olarak otomatik olarak yanıp sönmesinde kullanılır.
Bu ayki yazımızda diğer yazılarımıza nazaran daha derinlere indik. Umarım sıkılmamışınızdır. Bol teknolojili bir ay geçirmeniz dileğiyle, bir sonraki ay görüşmek üzere!