Direnç Katsayısı veya Direnç Katsayısı
Direnç katsayısı veya direnç katsayısı, bir maddenin akımın geçmesine karşı gösterdiği bir özelliğidir. Herhangi bir maddenin direnç katsayısı, Direnç Yasaları’ndan türetilen formül ile kolayca hesaplanabilir.
Direnç Yasaları
Herhangi bir maddenin direnci aşağıdaki faktörlere bağlıdır,
Madenin uzunluğu.
Madenin kesit alanı.
Madenin maddenin doğası.
Madenin sıcaklığı.
Direnç katsayısı veya öz direnç herhangi bir maddenin direnç yasalarından kolayca belirlenebilir. Bu yasaların sayısı dört (4) türdür.
Birinci Direnç Katsayısı Yasası
Bir maddenin direnci, maddenin uzunluğuna orantılıdır. Bir maddenin elektriksel direnci R, maddenin
Burada L, maddenin uzunluğudur. Eğer bir maddenin uzunluğu artırılırsa, elektronların seyahat ettiği yol da artar. Elektronlar daha uzun mesafe seyahat ederse, daha fazla çarpışma yaşar ve bu nedenle maddenin içinden geçen elektron sayısı azalır; bu da maddenin içinden geçen akımı azaltır. Diğer bir deyişle, maddenin direnci, maddenin uzunluğunun artmasıyla birlikte artar. Bu ilişki de doğrusaldır.
İkinci Direnç Katsayısı Yasası
Bir maddenin direnci, maddenin kesit alanına ters orantılıdır. Bir maddenin elektriksel direnci R,
Burada A, maddenin kesit alanıdır. Herhangi bir maddenin içinden geçen akım, birim zamanda maddenin kesit alanından geçen elektron sayısına bağlıdır. Bu nedenle, maddenin kesit alanı daha büyükse, daha fazla elektron kesit alanından geçebilir. Daha fazla elektron birim zamanda kesit alanından geçmesi, maddenin içinden geçen akımı artırır. Sabit gerilim için, daha fazla akım daha düşük elektriksel direnç anlamına gelir ve bu ilişki de doğrusaldır.
Direnç Katsayısı
Bu iki yasayı birleştirerek elde ederiz,
Burada, ρ (rho) orantılılık sabiti olarak bilinir ve direnç katsayısı veya öz direnç olarak adlandırılır. Şimdi, eğer L = 1 ve A = 1 değerlerini denklemde yerine koyarsak, R = ρ sonucunu elde ederiz. Bu, birim uzunlukta ve birim kesit alanına sahip bir malzemenin direncinin, malzemenin direnç katsayısına eşit olduğunu gösterir. Direnç katsayısı, birim hacimde o malzemeden oluşan bir küpün zıt yüzleri arasındaki elektriksel direnç olarak da tanımlanabilir.
Üçüncü Direnç Katsayısı Yasası
Bir maddenin direnci, maddenin yapıldığı malzemelerin direnç katsayısına orantılıdır. Tüm malzemelerin direnç katsayısı aynı değildir. Bu, malzemenin serbest elektron sayısına, atomlarının boyutlarına, malzemenin bağlanma tiplerine ve malzeme yapısındaki diğer birçok faktöre bağlıdır. Eğer bir malzemenin direnç katsayısı yüksekse, bu malzemeden yapılmış maddenin sunduğu direnç de yüksektir ve tam tersi durumda ise aynısı geçerlidir. Bu ilişki de doğrusaldır.
Dördüncü Direnç Katsayısı Yasası
Maddenin sıcaklığı, maddenin sunduğu dirence de etki eder. Bu, ısı enerjisinin metallerde daha fazla atom arası titreşimlere neden olması ve bu nedenle elektronların düşük potansiyel ucu ile yüksek potansiyel ucundan sürüklenirken daha fazla engelle karşılaşmasıdır. Bu nedenle, metal maddelerde, direnç sıcaklıkla birlikte artar. Eğer madde metal olmayan bir maddese, sıcaklık arttıkça daha fazla kovalent bağ kırılır, bu da malzemedeki serbest elektron sayısını artırır. Bu nedenle, direnç, sıcaklıkla birlikte azalır.
Bu nedenle, bir maddenin direncini, sıcaklığını belirtmeden anlamlı değildir.
Direnç Katsayısının Birimi
direnç katsayısının birimi kolayca denklemden belirlenebilir
direnç katsayısının birimi MKS sisteminde Ω – m ve CGS sisteminde Ω – cm'dir ve 1 Ω – m = 100 Ω – cm.
Farklı Yaygın Kullanılan Malzemelerin Direnç Katsayısı Listesi