Ohm kanunu, direnç gücü ve direnç renk kodu

Ohm kanunu

Bir direnç için volt cinsinden gerilim V, amper cinsinden akım I ve ohm (Ω) cinsinden direnç R şu bağıntıyla ilişkilidir:

V = I × R

Bu, I = V / R ve R = V / I olarak yeniden düzenlenebilir. Akım gerilime karşı çizildiğinde ideal bir direnç orijinden geçen bir doğru verir ve eğimi 1 / R'dir. Gerçek dirençler, ısınma gibi küçük etkiler dışında yasayı yakından izler.

Örnek: 5 V'a bağlı 100 Ω'luk bir direncin akımı I = 5 / 100 = 0,05 A = 50 mA'dir.

Dirençte güç

Dirençteki tüm elektriksel güç ısıya dönüşür. Ohm kanunuyla güç üç eşdeğer biçimde yazılır:

P = V × I = I² × R = V² / R

Elinizdeki bilinen büyüklük çiftine uyanı kullanın. 5 V'taki 100 Ω'luk direnç 5² / 100 = 0,25 W harcar. Her direncin 1/8 W, 1/4 W, 1/2 W ya da 1 W gibi bir güç değeri vardır. Harcanan güç bu değerin üzerindeyse direnç aşırı ısınır ve yanabilir. İyi bir uygulama, en az iki katlık bir pay bırakmaktır.

Örnek: 470 Ω üzerindeki 12 V, I = 25,5 mA ve P = 12² / 470 = 0,31 W verir. 1/4 W'lık direnç burada aşırı yüklenir; 1/2 W'lık bir eleman seçin.

Seri ve paralel

Seride tüm dirençlerden aynı akım geçer, dirençler toplanır ve gerilim orantılı bölünür:

R_toplam = R1 + R2 + R3

Paralelde tüm dirençlerin uçlarında aynı gerilim vardır, iletkenlikler toplanır:

1 / R_toplam = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3

İki direnç için bu R_toplam = R1 × R2 / (R1 + R2) olur. Sonuç her zaman en küçük koldan küçüktür.

Örnek: 220 Ω ve 330 Ω seride 550 Ω, paralelde 220 × 330 / 550 = 132 Ω verir.

Gerilim bölücü örneği: 9 V üzerinde seri 100 Ω ve 220 Ω. Akım 9 / 320 = 28,1 mA'dir. Gerilimler 2,81 V ve 6,19 V, harcanan güçler 79 mW ve 174 mW'tır.

Dört bantlı renk kodunu okumak

Küçük dirençler renkli bantlarla işaretlenir. Dört bantlı bir dirençte ilk iki bant basamaktır, üçüncüsü çarpan, dördüncüsü tolerans. Tolerans bandı diğerlerinden biraz ayrı durur; bu yüzden okumaya karşı uçtan başlayın.

Basamak değerleri (çarpan, bu sayının 10'a üssüdür):

• Siyah 0, kahverengi 1, kırmızı 2, turuncu 3, sarı 4
• Yeşil 5, mavi 6, mor 7, gri 8, beyaz 9

Ek çarpanlar: altın ×0,1, gümüş ×0,01.

Tolerans bantları:

• Kahverengi ±%1, kırmızı ±%2, yeşil ±%0,5, mavi ±%0,25, mor ±%0,1, gri ±%0,05
• Altın ±%5, gümüş ±%10 ve hiç tolerans bandı yoksa ±%20

Örnekler:

• Kahverengi, siyah, kahverengi, altın: 10 × 10 = 100 Ω ±%5
• Sarı, mor, kırmızı, altın: 47 × 100 = 4,7 kΩ ±%5
• Turuncu, turuncu, kahverengi, gümüş: 33 × 10 = 330 Ω ±%10

Beş bantlı kod ve tolerans

Hassas dirençlerin beş bandı vardır: üç basamak, sonra bir çarpan, sonra tipik olarak kahverengi (±%1) ya da kırmızı (±%2) bir tolerans. Ek basamak 56,2 kΩ gibi değerlere izin verir.

• Kahverengi, siyah, siyah, siyah, kahverengi: 100 × 1 = 100 Ω ±%1
• Yeşil, mavi, kırmızı, kırmızı, kahverengi: 562 × 100 = 56,2 kΩ ±%1

Tolerans, gerçek değerin işaretli değerden izin verilen sapmasıdır. 100 Ω ±%5'lik bir direnç 95 Ω ile 105 Ω arasında herhangi bir değer ölçebilir. 5 V'ta 47,6 mA ile 52,6 mA arasında akım geçirir. Gerilim bölücüler ve hassas devreler gibi tam değerin önemli olduğu yerlerde %1 ya da daha dar toleranslı elemanlar kullanın; akım sınırlama ve pull-up dirençleri için %5 yeterlidir.

Çözümlü örnek

9 V beslemeden, 2 V düşümlü bir LED'den 20 mA geçirmek için seri bir dirence ihtiyacınız var.

1. Direnç üzerindeki gerilim: 9 − 2 = 7 V. 2. Direnç: R = 7 / 0,020 = 350 Ω. En yakın standart E24 değerleri, 19,4 mA veren 360 Ω ve 21,2 mA veren 330 Ω'dur (turuncu, turuncu, kahverengi, altın). 3. Güç: P = 7² / 350 = 0,14 W, 330 Ω için 0,15 W. 1/4 W'lık direnç yaklaşık 1,7'lik payla yeterlidir; 1/2 W'lık direnç daha güvenlidir.

Besleme 24 V olsaydı, aynı 20 mA için (24 − 2) / 0,02 = 1100 Ω gerekirdi ve direnç 22² / 1100 = 0,44 W harcardı; payı korumak için 1 W'lık direnç seçin.

Direnç simülatöründe deneyin

Direnç simülatörü, girdileri Direnç, Güç değeri, Tolerans ve Uygulanan DC gerilim olan 3B bir direnç gösterir. Varsayılan 100 Ω, %5, 0,25 W ve 5 V'tur. Anlık değerler Gerilim düşümü, Akım, Güç kaybı ve Tahmini gövde sıcaklığı'nı gösterir; gerilim–akım grafiği düz Ohm kanunu doğrusunu, alt ve üst tolerans sınırları için kesikli çizgilerle çizer. Bir panel, seçilen direnç ve tolerans için dört bantlı renk kodunu gösterir.

• Varsayılanlarla 50 mA ve 0,25 W okumalısınız; tam olarak güç değerinde.
• Gerilimi 6 V'a yükseltin: 60 mA ve 0,36 W; bir çalışma uyarısı harcanan gücün 0,25 W güç değerini aştığını söyler.
• Direnç'i 4700 Ω, Tolerans'ı %5 yapın ve renk kodunu yukarıdaki tablodaki sarı, mor, kırmızı, altın ile karşılaştırın.
• Tolerans'ı %10 yapın ve grafikteki kesikli çizgilerin genişlediğini ve son bandın gümüşe döndüğünü görün.

Gösterilen renk kodu yalnızca dört bantlı sürümdür; ayarladığınız Tolerans için en yakın tolerans bandı seçilir. Beş bantlı kod yalnızca bu rehberde ele alınmıştır.

Simülatörde deneyin