Merhaba! Bu ders notumuzda, bir iletkenin direncinin nelere bağlı olduğunu öğreneceğiz. Öncelikle, direnç nedir hatırlayalım: Direnç, bir iletkenin elektrik akımına karşı gösterdiği zorluktur. Birimi Ohm (Ω)'dur.
Bir iletkenin direncini başlıca dört faktör etkiler:
Bir iletken ne kadar uzun olursa, elektrik akımının gitmesi gereken yol da o kadar uzar. Bu, akıma karşı daha fazla zorluk (direnç) demektir.
Sonuç: İletkenin uzunluğu arttıkça direnci de artar.
Kesit alanı, iletkenin enine dik kesitinin alanıdır. Bunu iletkenin kalınlığı olarak düşünebiliriz. Kalın bir iletken, ince bir iletkene göre elektrik akımının daha rahat geçmesine izin verir.
Sonuç: İletkenin kesit alanı (kalınlığı) arttıkça direnci azalır.
Her maddenin elektrik akımına karşı gösterdiği direnç farklıdır. Örneğin, bakır telin direnci, aynı uzunluk ve kalınlıktaki demir telin direncinden daha düşüktür. Bu yüzden evlerimizdeki elektrik kablolarında genellikle bakır kullanılır.
Sonuç: İletkenin yapıldığı madde, direncini doğrudan etkiler. Bazı maddeler iyi iletken (düşük dirençli), bazıları ise kötü iletkendir (yüksek dirençli).
İletkenlerin çoğunda sıcaklık arttıkça direnç de artar. Çünkü ısınan maddenin atomları daha hareketli hale gelir ve elektrik akımının geçişine daha fazla engel olur.
Sonuç: İletkenin sıcaklığı arttıkça direnci genellikle artar.
Bu dört faktörü aklında tutarak, hangi iletkenin daha az veya daha fazla dirence sahip olacağını tahmin edebilirsin!
Soru 1: Bir fizik öğretmeni sınıfa aynı maddeden yapılmış farklı teller getiriyor. Öğrencilerden bu tellerin dirençlerini karşılaştırmalarını istiyor. Aşağıdaki tabloda tellerin özellikleri verilmiştir:
Tel A: Uzunluk = 2 m, Kesit Alanı = 1 mm²
Tel B: Uzunluk = 4 m, Kesit Alanı = 1 mm²
Tel C: Uzunluk = 2 m, Kesit Alanı = 2 mm²
Buna göre, tellerin dirençleri arasındaki doğru ilişki hangi seçenekte verilmiştir?
a) RA = RC > RB
b) RB > RA > RC
c) RA > RB = RC
d) RC > RB > RA
Cevap: b) RB > RA > RC
Çözüm: Direnç, iletkenin uzunluğu ile doğru, kesit alanı ile ters orantılıdır. Tel B, A ile aynı kesitte ama iki kat uzun, bu yüzden direnci daha büyük. Tel C, A ile aynı uzunlukta ama kesiti iki kat, bu yüzden direnci daha küçük. Sıralama RB > RA > RC şeklinde olur.
Soru 2: Bir elektrik teknisyeni, aynı maddeden yapılmış iki farklı kablo kullanmaktadır. Mavi kablo, kırmızı kablodan daha uzun ve daha incedir. Teknisyen hangi kabloyu kullanırsa elektrik akımının karşılaşacağı direnç daha fazla olur?
a) Sadece mavi kablo
b) Sadece kırmızı kablo
c) Her ikisinde de aynı olur
d) Kesin bir şey söylenemez
Cevap: a) Sadece mavi kablo
Çözüm: Direnç, iletkenin uzunluğu arttıkça artar, kesit alanı (kalınlık) arttıkça azalır. Mavi kablo hem daha uzun hem de daha ince (kesit alanı küçük) olduğu için direnci kırmızı kablodan daha fazladır.
Soru 3: Aynı sıcaklıkta bulunan, aynı uzunluk ve kalınlıktaki iletken tellerden birisi bakır, diğeri nikromdur. Bu iki telin uçlarına eşit potansiyel farklar uygulandığında, bakır telden geçen akım daha fazla olmaktadır. Bu durumun temel sebebi aşağıdakilerden hangisidir?
a) İletkenin rengi
b) İletkenin sıcaklığı
c) İletkenin cinsi (yapıldığı madde)
d) İletkenin şekli
Cevap: c) İletkenin cinsi (yapıldığı madde)
Çözüm: İletkenlerin uzunluk, kesit alanı ve sıcaklıkları aynı olmasına rağmen farklı akım geçiriyorlarsa, bu fark iletkenin yapıldığı maddenin cinsinden kaynaklanır. Her maddenin elektrik akımına karşı gösterdiği zorluk yani direnci farklıdır. Bakır, nikroma göre daha iletken olduğu için direnci daha düşüktür ve aynı potansiyel farkta daha fazla akım geçirir.
