KONU 1-DİRENCİN AKIMI VE VOLTAJI

BÖLÜM 4-DİRENCİN AKIMI VE VOLTAJI

Bölüm 1 - Bölüm 2 - Bölüm 3 - Bölüm 4 - Bölüm 5 - Bölüm 6

OHM KANUNU

Bir dirence potansiyel farkı (Voltaj) uygulandığında, üzerinden akım geçmeye başlar.

Bir sonraki yazının esas konusu olan Ohm Kanunu,

bir direnç üzerine uygulanan potansiyel farkı (V),
bu direnç üzerinden geçen akım (I) ve
direnç değeri (R)

arasındaki ilişkiyi gösterir. Ohm Kanunu’nu ifade eden,

...

formülüne göre, bir maddenin üzerinden geçen akım ile bu maddenin direnci ters orantılıdır.

Yüksek dirence sahip bir maddeden düşük akım geçer.
Düşük dirence sahip bir maddeden yüksek akım geçer.

SU BENZETMESİ

İki nokta arasındaki elektrik potansiyel farkı, yükseklik farklarından doğan potansiyel enerji farkına benzemektedir. Yüksek konumda durgun halde bulunan bir cismin potansiyel enerjisi bu cismin yerden yüksekliği ile doğru orantılıdır. Cisim bu yükseklikten düşmeye başladığında, potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşmeye başlar. Elektrik potansiyelini de (voltajı da) yerden yüksekte duran bir su kaynağı gibi düşünebiliriz. Voltaj ne kadar fazlaysa, su o kadar yüksekte duruyor gibi düşebiliriz. Elektrik kaynağımızı bir akü, şehir şebekesi veya pil gibi bir kaynaktan aldığımız için, yüksekteki bu su büyük bir kaynaktan akıyormuş gibi düşünmeliyiz. Eğer ideal bir voltaj kaynağımız varsa, su kaynağı hep aynı yükseklikte (voltajda) duran bitmez tükenmez bir kaynaktır. Eğer yukarıdaki su ile yer arasında bir su borusu varsa, bu borudan su akışı olacaktır. Benzetmemizde bu su akışı elektrik akımına, akışı sağlayan boru ise dirence özdeştir. Eğer su daha yüksekten akarsa (elektrik potansiyeli yüksekse), su akışı hızlanacaktır (elektrik akımı artacaktır). Su ile yer arasındaki borunun kalınlığı direnç değerine ters orantılıdır. Kalın borular değeri düşük, ince borular değeri yüksek dirençler olarak düşünülebilir. Eğer kalınlık artarsa (direnç düşerse) akış yavaşlar, ve boru incelirse (direnç artarsa) akış hızlanır.

Yukarıdaki resimlerde üstte bulunan su tankı voltaj kaynağını, tanka bağlı olan kalın su hattı devrede bağlantıları sağladığımız iletkeni, aradaki daha ince boru ise direnci temsil etmektedir. İletkenlerin direnci çok düşük olduğu için kalın boruyla gösterilmiştir. Soldaki direnç daha düşük olduğundan su akışı daha fazla, sağdaki ise yüksek olduğundan su akışı daha düşük olur.

AKIM VE VOLTAJIN YÖNÜ

V = I × R formülündeki R, direncin değerini göstermektedir. Direncin değeri her zaman pozitiftir. Bu nedenle V ve I’nın işaretlerinin aynı olması gerekir. Başka bir değişle, ya her ikisi de pozitif ya da her ikisi de negatiftir.

Direnç üzerindeki

potansiyel farkının yönü, iki tarafına konulan + ve - işaretleriyle;
akımın yönü ise ok ile gösterilir.

Voltaj ve Akımın Yönü

Voltaj ve akımın yönlerin belirlenmesi, analiz yapan kişiye kalmıştır. Yani, bir kişi + işaretini direncin sağına koyarken, başka bir kişi soluna koyabilir.

Yalnız, burada önemli olan nokta, akımın yönünü gösteren okun, + işaretinden - işaretine doğru olmasıdır. Bu kurala uyulduğunda, iki parametre de (V ve I) aynı işarete sahip olur. Voltaj ve akımın negatif çıkması, başlangıçta seçtiğimiz yönlerin ters olduğu anlamına gelir.

Analiz yapmadan önce bir devrede akımın hangi yönde aktığını kestirmemiz zor olabilir. Fakat, sonuçta bulduğumuz değerin işaretine göre akım ve voltaj yönlerinin doğru olup olmadığını anlayabiliriz. Sonuçlar negatif çıkıyorsa, yeniden bir analiz yapmamız gerekmez. Bu durumda akım ve voltajın yönünü değiştirip, işaretlerini pozitif yapabiliriz. Örneğin, yaptığımız analiz sonucunda, soldaki direnci akımı -1A ve voltajı -2V çıkıyorsa, akımın ve voltajın yönünü sağdaki gibi değiştirip, akımın 1A ve voltajın 2V olduğunu söyleyebiliriz.