Dirençlerin Bağlanması Nedir?

Yazan: PerfeCt

12 Mayıs 2008

Elektrik devrelerinde birden fazla direnç bulunabilir. Bir devredeki dirençler birbirleriyle seri, paralel veya karışık denilen biçimlerde bağlanmış olabilir. Böyle bir devrede hangi dirençten ne kadar akım geçeceğini, dirençlerin her birinin uçları arasındaki potansiyel farkını bulmak için eşdeğer direnç denilen bir kavram kullanılır. Devredeki dirençlerin yerine kullanılabilecek tek dirence EŞDEĞER DİRENÇ denilir. Eşdeğer Direnç, diğerlerinin ayrı ayrı sahip oldukları işlevlere tek başına sahiptir.

DİRENÇLERİN SERİ BAĞLANMASI :                          V1                       V2
Şekildeki gibi birer uçlari birbirine bagli, diger uçlari üretece bagli, R1=3W ve R2=6W dirençleri birbirine seri bağlıdır. Üretecin kutupları arasındaki potansiyel farkı V=36 Volttur. I1 ve I2 akım şiddetlerini, dirençlerin uçları arasındaki V1 ve V2 potansiyel farklarını bulalım.
                Dirençlerin seri bağlanmasını kesitleri farklı iki su borusunun şekildeki gibi ucuca eklenmesine benzetilebilir. Boruda su moleküllerinin akışı ile dirençlerden elektron akışının benzer kuralları vardır. Dp basınç farkı oluşturulunca seri bağlı boruların kesitlerinden birim zamanda geçen su miktarları (debiler) birbirine eşit olmak zorundadır. Buna göre su akışı geniş boruda yavaş, dar boruda hızlı olacaktır. Bu nedenle boruların uçları arasındaki Dp1 ve Dp2 basınç farkları aynı olmayacaktır. Örneğimizdeki küçük kesitli borunun uçları arasındaki Dp2 daha büyük olacaktır. Su borusu sistemindeki debinin elektrik devresindeki karşılığı (I) akım şiddetidir. Dp basınç farkının karşılığı da (V) potansiyel farkıdır. Bu benzetmeden çıkaracağımız sonuç:
                I1 = I2 = I
Ucuca seri bağlı dirençlerde akım şiddetlerde akım şiddetleri aynı olmak zorundadır. Potansiyel farkları arasında bağıntısı vardır. Birim yükün K’dan M’ye götürülmesi için yapılması gereken iş (V), K’dan L’ye (V1) ve L’den M’ye götürülmesi için yapılması gereken işlerin toplamına eşittir. Son eşitliğe V=I.R Ohm Yasası’nı uygulayalım.
                I.Reş = I1 . R1 + I2 . R2
Akım şiddetleri eşit olduğundan bu bağıntı,               Reş = R1 + R2
Biçimine dönüşür. Seri baglamada Eşdeger Direnç, dirençlerin toplamına eşittir. Bu sonucunda yorumu: R1’in ucuna R2 eklendiğinde, akan elektronların aşmasi gereken direnme artarak R1 + R2 olmuştur.
Bu bilgilerle örnekteki devrede eşdeger direnç:
                Reş = R1 + R2 = 3W + 6W = 9W
Üreteçten geçen I akımı:
                        V             36 Volt
                I =           =               = 4 amper = I1 = I2
                       Reş       9 Ohm
Dirençlerden aynı akım geçecektir. Her direncin uçları arasındaki potansiyel farkı:
                V1 = I . R1 = 4A . 3W = 12 Volt
                V2 = I . R2 = 4A . 6W = 24 Volt
Buradan çıkarılacak sonuç: Seri bağlı dirençlerin V1 ve V2 potansiyel farkları R1 ve R2 büyüklükleriyle doğru orantılıdır.
DİRENÇLERİN PARALEL BAĞLANMASI :
                 Şekildeki gibi baglanmiş dirençlere birbirine paralel denir. Birim yükün şekildeki gibi herhangi bir K noktasindan, herhangi bir L noktasina götürülmesi için harcanmasi gereken enerji aynidir. Buna göre birbirine paralel bagli dirençlerin arasindaki potansiyel farklari eşit olacaktir.
                V = V1 = V2
Akımın dirençlere dağılımı için yine şekildeki gibi paralel bağlı su borusu sistemi düşünülebilir. Ana borudan gelen suyun debisi saniyede 3 litre verilmiş. Geniş borudan saniyede 2 litre, dar borudan 1 litre su geçmektedir. Paralel borularının debilerinin toplamı, ana borudaki debiye eşit olmalıdır. Bu benzetmeye göre paralel dirençlerden geçen akım şiddetleri için şu eşitlik yazılabilir:
                I = I1 + I2
Potansiyel farklarin eşitligi nedeniyle paralel bagli dirençlerin eşdeger bagintisi şu şekilde oluşur:
          1   1             1
                     =               +
        Reş       R1   R2
Örnekteki dirençlerin eşdegeri de şu şekilde bulunur:
                1             1            1             2 + 1            1
                      =              +            =                       =                             Reş = 2W
         Reş      3W       6W        6                2
Paralel dirençlerin eşdegeri, dirençlerin her birinden daha küçük oluyor. Çünkü bu tür bir baglamayla akan elektronlara, her direncin tek başina sagladigi kesitten daha genişi saglanmiş olur. Üreteçten geçen akimin şiddeti de şudur:

                       V            36 Volt
I =           =                    = 18 Amper
     Reş         2 Ohm
Dirençlerden geçen akımların şiddetleri de şöyle hesaplanır:
        V1        V       36 Volt                                               V2                   V             36 Volt
I1 =           =             =                         = 12 Amper     I2 =                    =              =          = 6 Amper
        R1       R1       3 Ohm                                            R2                  R2           6 Ohm
Bundan da çıkarılması gereken sonuç; dirençlerden geçen akımın şiddeti dirençlerin büyüklüğüyle ters orantılıdır. Direnci büyük olandan daha az akım geçer