Konu anlatımı
Bir lambanın uçlarındaki gerilimi artırırsan lambadan geçen akım da artar. Bu alt başlıkta gerilim, akım ve direnç arasındaki ilişkiyi veren Ohm yasasını, bu ilişkinin grafikle gösterilmesini ve temel hesapları göreceksin.
Ohm yasası
Sıcaklığı sabit tutulan metal bir iletkenin uçları arasındaki gerilim ile içinden geçen akım doğru orantılıdır; gerilimin akıma oranı sabittir ve bu sabit iletkenin direncidir: V/I = R, yani V = I·R. Gerilim volt, akım amper cinsinden yazılınca direnç ohm cinsinden bulunur. Bu ilişkiye uyan iletkenlere ohmik iletken denir. Bağıntıdan I = V/R de yazılır: aynı gerilimde direnci büyük olan iletkenden küçük akım geçer.
Gerilim-akım grafiği
Ohmik bir iletkenin gerilim-akım grafiği başlangıç noktasından geçen bir doğrudur. Gerilim düşey eksende, akım yatay eksende ise doğrunun eğimi direnci verir: daha dik doğru daha büyük dirence aittir. Eksenler yer değiştirirse, yani akım düşey eksendeyse, eğim direncin tersi olur. Grafik okurken önce eksenlere bakmak bu yüzden önemlidir.
Deneyle bulma
Ohm yasası basit bir devreyle bulunabilir: bir dirence ampermetre seri, voltmetre paralel bağlanır ve üretecin gerilimi adım adım artırılarak her adımda akım ve gerilim okunur. Okunan değerler tabloya yazılınca gerilimin akıma bölümünün her satırda aynı çıktığı görülür. Bu sabit değer direncin değeridir.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. Direnci 8 Ω olan bir iletkenin uçları arasındaki gerilim 24 V'tur. İletkenden geçen akım nedir? Akımın 2 A olması için gerilim ne olmalıdır?
Çözüm. Ohm yasasından I = V/R = 24/8 = 3 A bulunur. Akımın 2 A olması için gerilim V = I·R = 2·8 = 16 V olmalıdır. Direnç değişmediği sürece gerilim azaldıkça akım da aynı oranda azalır.
Örnek 2. Gerilimin düşey, akımın yatay eksende olduğu bir grafikte K ve L dirençlerinin doğruları başlangıç noktasından geçiyor. K'nin doğrusu üzerinde gerilim 6 V iken akım 2 A, L'nin doğrusu üzerinde gerilim 6 V iken akım 3 A'dir. Dirençler nedir? 12 V gerilimde akımlar ne olur?
Çözüm. R = V/I bağıntısıyla K'nin direnci 6/2 = 3 Ω, L'nin direnci 6/3 = 2 Ω'dur. K'nin direnci büyük olduğu için doğrusu daha diktir. 12 V gerilimde K'den 12/3 = 4 A, L'den 12/2 = 6 A akım geçer.
Sık yapılan hatalar
- Direncin gerilimle arttığını sanmak; ohmik iletkende direnç sabittir, gerilim artınca akım artar.
- Eksenleri kontrol etmeden eğimi direnç sanmak.
- Miliamperi ampere çevirmeden hesap yapmak.
- V = I·R; I = V/R; R = V/I.
- Gerilim düşey, akım yatay eksendeyse eğim dirençtir.
- Ohmik iletkende gerilim ile akım doğru orantılıdır.