Direnç, genel olarak elektrik devreleri üzerinde kullanılır ve bir iletken üzerinden geçen elektrik akımının karşılaştığı zorlanmaları ifade eder.
Denklemler üzerinde R harfiyle gösterilen direncin biridir ohm olarak kullanılmaktadır.
Yukarıda ifade ettiğimiz gibi ohm, direncin birimidir. Elektronik bir devrede akım, gerilim ve direncin arasındaki ilişki ohm kanunu ile hesaplanır. Ohm yasası ya da kanunu Alman fizikçi Simon Ohm tarafından bulunmuştur. 1827 yılında bulunan bu yasa, elektriğin temel yasalarından biridir.
Elektronik bir devrede iki nokta arasındaki iletkenin üzerinden geçen akım, üzerinde yer alan potansiyel farklı ile doğru orantılıdır. Sahip olduğu direnç ise ters orantılıdır. Dirençlerin üzerinde genellikle 4 ya da 5 adet renkli şerit bulunmaktadır. Bu şeritler direncin değerini belirtir.
Direnç, elektronik devrede sistemin akımını sınırlar ve onu belirli bir değerde tutar. Bunun yanı sıra hassas olan devre elamanlarının üzerinden yüksek akımlarını geçmesini engellemektedir. Beslenme gerilimi ve beslenme akımını da bölmek için kullanılır. Çok çeşitli sayıda farklı dirençler vardır. Bu dirençler pasif sensör görevi gören devre elemanlarıdır. Bunun yanı sıra dış ortamdaki fiziksel değişimleri kontrol edebilirler. Bu sayede dirençlerin üzerine düşen akımların değeri arttıkça ısınmalarından yararlanılır. Bu sebeple devrelerde direnç elamanı olmaksızın kullanım uygun değildir.
Dirençler çeşitlerine göre farklı kullanım alanlarına sahiptir. Bununla birlikte dirençler tüm elektronik devrelerde kullanılır. Kullanım alanlarına bağlı olarak farklı dirençler çeşitli alanlarda görevlendirilebilir. Potansiyometre gibi ayarlı dirençler, dimmer devresi benzeri çıkış sinyali kontrol edilmek istenen devrelerde kullanılır.
LDR tipi dirençler ise üzerine düşen ışıkların şiddetine göre bir sensör görevi görmektedir. Işığa duyarlı olan devrelerde bu direnç çeşitlerini görebilirisiniz. Bunun yanı sıra NTC-PTC termistörlerinde ısıya göre de davrandıkları için sensör görevi görürler. BU dirençler ısıya duyarlı devrelerde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Bir elektrik devresinde yer alan dirençler ohm kanunu ile hesaplanmaktadır. Direncin hesaplanması oldukça önemli bir konudur. Ohm kanunu, iki uçlu bir devre elemanının direncindeki gerilimi ile devrenin eleman üzerinde geçen akıma bölünmesiyle hesaplanır.
Direnç ölçümü ohmmetre yardımıyla yapılmaktadır. Bu ohmmetreler analog ya da dijital olabilir. Genel olarak elektronik alanında multimetre, akım, direnç, voltaj ölçebilen cihazlarda kullanılır.
Direnç türlerini üç ana kategoride ele almak mümkündür. Bunlar sabit dirençler, ayarlı dirençler ve ortam etkili dirençlerdir. Her bir direnç kategorisinin altında farklı çeşitlerde dirençleri görmek mümkündür. Devlerin olmazsa olmazı olan dirençlerin hangisini kullanacağınız ise kullanım alanına göre belirlenmektedir.
Sabit dirençlerin, direnç değerleri değişmez ve hassasiyetleri oldukça yüksektir. Telli, karbon, film, entegre ve smd dirençler, sabit dirençlerdir.
Telli dirençler, sabit dirençler altında ele alınsa da ayarlanabilen dirençler altında da üretilebilmektedir. Telli direnç seçeneklerinde, sıcaklıkla direnç değerinin değişmemesi için nikelin yanı sıra gümüş ya da krom kullanılabilmektedir. Bunun yanı sıra konstantan da kullanılmaktadır.
Telli dirençler genelde, seramik gövdeye iki katlı olarak sarılmaktadır. Bu dirençlerin üzeri neme ve darbeye karşı verniklenmektedir. Telekomünikasyon ve kontrol doğrultucularda sıklıkla kullanılmaktadırlar.
Direnç telinin kopması, çok yer kaplaması gibi bazı dezavantajları olduğu unutulmamalıdır.
Karbon dirençler toz halindeki karbonların ve reçinenin ısıtılmasıyla elde edilirler. Karışımda yer alan karbon oranı direncin değerini de belirler. Bu tür dirençlerde değer hassasiyetleri yüzde 5 ila 20 arasındadır. Yaygın olarak kullanılan direnç çeşitlerinden biridir.
Bu tipte direnç, şerit şeklindeki bir yalıtkan gövdenin üzerine sarılır. İnce ve kalın olmak üzere iki tipte film direnç vardır.
İnce film dirençlerin üretiminde, cam ya da seramikten silindirik bir çubuk üzerine saf karbon, nikel karbon, metal cam tozu karışımı sprey şeklinde püskürtülür. Püskürtülen direnç, ince bir elmas uç ya da lazerle spiral şeklinde kesilir ve şerit sargılar haline dönüştürülür.
Kalın film dirençler ise metal tozları ve seramik karıştırılarak elde edilmektedir. Bu malzemeler yapıştırıcı ile hamur haline getirilir ve şerit halinde getirilerek fırında yüksek sıcaklıklarda pişirilir.
Bu yöntemlerle hem sabit hem de ayarlı direnç yapılabilmektedir. Film dirençlerin toleransı çok küçüktür. İstenilen değer bu dirençlerde tam olarak tutturulabilmektedir. Bu sebeple hassas direnç gerektiren elektronik devre elemanıdır. Bunun yanı sıra maksimum elektrik akımını dahi değeri fazla değişmeden tutabilmektedir.
Birçok direncin tek bir paket altına alınmasıyla entegre dirençler elde edilmektedir. Bu sebeple sıra direnç ya da entegre direnç olarak isimlendirilmektedir. Paket içinde yer alan tüm dirençler ayaklarından ortak olarak bağlıdır.
Bir ayak diğer dirence bağlıyken, bir ayak ise serbesttir. Bu tür dirençlerin en önemli özelliklerinden biri ise aynı değere sahip olmasıdır.
Smd ya da yüzey montajlı dirençler, yüzey montaj elemanlarını devre kartına doğrudan bağlamak için kullanılırlar. Delikler yardımıyla yapılan monte etme yöntemlerinden farklı şekilde monte edilmektedirler.
Yüzey montaj aygıtları; ucuz, küçük ve hafiftirler. Bunun yanı sıra devre kartı üzerine birbirlerine yakın biçimde yerleştirilebilmektedir. Smd dirençler en çok kullanılan analog devre elemanıdır.
Ayarlı dirençler genel olarak üç gruba ayrılır. Bunlar trimpot, potansiyometre ve reostalardır. Potansiyometreler de kendi içinde üç ayrı gruba ayrılmaktadır.
Devre direnci bir ya da birkaç defa ayrıldıktan sonra bu ayarda sabit bırakıldığı yerlerde kullanılan çeşitlerdir. İnce uçlu bir tornavida yardımıyla ayar yapılmaktadır. Düşük güce sahip oldukları için elektronik devrelerde yaygın olarak kullanılırlar.
Direnç devrenin üzerinden sıklıkla değişecekse, potansimoyetreler kullanılır. Direnç değerinin değişimi el ile yapılabilmektedir. Düşük güce sahip olan bu dirençler, elektronik devrelerde kullanılabilmektedir. Bunun yanı sıra genellikle cihazların ön panellerine monte edilirler.
Potansiyometreler, lineer, logaritmik ve çok turlu olmak üzere üç başlık altında toplanabilmektedir.
Doğrusal olarak çalışan lineer potansiyometrelerin, milin çevrilme açısına göre direnci de doğrusal olarak artmaktadır.
Logaritmik potansiyometrelerde, dönüş açısına göre direnç değişimi logaritmik olarak artmaktadır. Mil dönerken önce direnç değişimi küçük olur. Sona doğru ise direnç değişimi artar. Anti-logaritmik potansiyometreler ise tam tersi şekilde çalışmaktadır.
Çok turlu potansiyometrelerde, her bir tur 360 derece olarak kabul edilir. Hassas ayar yapmak gereken alanlarda kullanılır. Tur sayısı arttıkça hassasiyet de artmaktadır.
Reostalar, yüksek güçlü devrelerde kullanılabilmektedir. Dolayısıyla üzerinden geçen devre akımı da çok yüksektir. Direnç genel olarak el ile yapılmaktadır. Bunun yanı sıra ebatları trimpot ve potansiyometrelere göre oldukça büyüktür.
Ortam etkilidirençler genel olarak ısı etkili dirençler ve ışık etkili dirençler olmak üzere ikiye ayrılmaktadır.
LDR olarak da ifade edilen bu dirençler, aydınlıkta az, karanlıkta ise yüksek direnç gösteren devre elamanlarıdır. LDR’nin üzerine düşen ışık değerine göre gösterilen direnç değişimi ters orantılıdır. Bu dirençler ışığa karşı yüksek duyarlılık gösteren selenyum, germanyum ve silisyum gibi malzemelerden üretilmektedir.
LDR yapımında kullanılan maddeler, hassasiyet ve algılama süresini belirlemektedir. Bunun yanı sıra oluşturulan tabakanın şekli ise algılayıcının duyarlılığını etkiler. LDR’ye gelen ışığın odaklaşmasını sağlamak adına üst kısmı camla ya da şeffaf plastikle kaplanmaktadır. Çeşitli boyutlarda üretilen LDR’lerde gövde boyutları büyüdükçe güç değerleri de yükselmektedir. Bu da geçirebileceği akımı artırabilmektedir.
Isı etkili dirençler, pozitif katsayılı direnç (PTC) ve negatif katsayılı direnç (NTC) olmak üzere iki ayrı sınıfa ayrılır.
Pozitif ısı katsayı termistördür. Bu dirençlerin üzerindeki sıcaklık arttıkça dirençleri artar, sıcaklık düşerse direnç azalır.
Negatif ısı katsayılı termistörlerdir. Bu dirençlerde sıcaklık arttıkça direnç azalırken, sıcaklık düştükçe ise direnç artar.