Röle

A- MANYETİK RÖLE

a) Rölenin tanımı : Röleler düşük akımlarla büyük güçlerin anahtarlanmasını sağlayan elektromanyetik anahtarlardır.

b) Rölenin yapısı ve çalışması : Röleler genel olarak nüve, bobin , kontaklar ve gövdeden meydana gelir.

Nüve : Bakır tellerin sarıldığı, makaranın geçirildiği metal parçadır. Tek parça yumuşak demirden veya silisli saçlardan rölenin büyüklüğüne göre yapılır. Yumuşak demir kullanılmasının sebebi: mıknatıslık özelliğini hemen kaybedebilmesidir.

Bobin : Yalıtkan bir malzeme üstüne makara şeklinde sarılmış iletkenlerden meydana gelir. Rölenin büyüklüğüne ve çekeceği akıma göre iletken çapı ve spir sayısı değişir. Bobin uçlarına gerilim uygulandığında bobin nüveyle birlikte elektro mıknatıs özelliği kazanır. Böylece karşısındaki paleti çekip, kontakların temasını veya ayrılmasını sağlar.

Kontaklar : Birbirine temasa halindeyken üzerinden akım geçen, açılıp kapanabilen parçadır. Kontaklarda kapanma esnasında elektrik sıçraması nedeniyle “ark” ismini verdiğimiz bozulmalar olabilir. Bunu engellemek için kontaklar çok iyi ( pas yapmaz) iletkenlerden imal edilir. Kontaklar yapımına göre normalde açık ve kapalı olabilir.

Gövde : Röle parçalarının üzerine monte edildiği parçadır. Elektriki olarak izole edilmiştir.

Rölenin çalışması: Röle bobinine enerji uygulandığında bobinde oluşan manyetik alan nüveyi mıknatıslar ve karşısındaki metal paleti çeker. Palet uçlarına bağlı olan kontaklar ise kontak durumuna göre açılır yada kapanır. Yani normalde açık olan kontak kapanır ve bağlı olduğu devreye enerji aktarmak için anahtar görevi yapar.

c) Manyetik röle çeşitleri

Manyetik röleler, kontakların dayanabildiği akım ve gerilim durumuna, kontakların sayı ve çeşidine , çalışma voltajlarına ve kullanım amacına göre çeşitlere ayrılırlar.

d) Manyetik rölenin kullanım alanları:

Röleler elektriki olarak anahtarlamak istediğimiz her türlü devrelerde kullanılır. TV alıcılarında, PLC devrelerinde , merdiven otomatiklerinde , tek ve üç fazlı motorlara enerji vermedeki kullanımlar örnek olarak verilebilir.

B. TERMİK RÖLENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ

a) Tanımı ve yapısı : Uygulamada en çok kullanılan aşırı akım rölesidir. Aşırı akımın ısı etkisi ile çalışır. Genellikle elektrikli cihazları bilhassa motorları, aşırı akımlardan korumak amacıyla kullanılır.

Isıya göre uzama katsayısı çok farklı olan iki metal yüzeysel olarak birbirine tutturulmuş ve bunun üzerine bobin sarılmıştır. Bobinlerin bir ucu kontrol edilecek cihaza giderken diğer ucu bir kontak vasıtasıyla şebekeye bağlıdır.

b) Termik rölenin çalışması : Devre akımı bimetal üzerine sarılmış ısıtıcıdan geçmektedir. Normalden fazla akım geçtiğinde ısıtıcı bobin sargıları bimetali ısıtır ve bimetal kurma kolu yönünde eğilerek kontakları birbirinden ayırır. Böylece aşırı akım çeken cihazın enerjisi kesilir. Bu röleler cihaza her zaman seri bağlanır.

c) Termik rölenin çalışmasına etki eden faktörler.

Termik rölede bimetal ısınıp eğilmesi için bir miktar süre gereklidir. Eğer bağlandığı cihaz kısa süreli aşırı akım çekerse, bimetal hemen eğilmeyeceği için koruma işlemini yapamaz.

d) Bağlantı şekli ve kullanım alanları :

Termik röleler her zaman cihazlara seri bağlanır. Termik röleler özellikle üç fazlı motorları aşırı akım nedeniyle ısınıp bozulmalarını engellemek için kullanılır.

A. MANYETİK VE TERMİK RÖLENİN BİRLİKTE KULLANILMASI

a) Manyetik ve termik rölenin kullanım alanlarının açıklanması:

Sanayide termik röleler, manyetik rölelerden daha fazla kullanılır. Manyetik rölelerde bir defa devreyi açtıktan sonra tekrar çalışabilmesi için kurma düğmesine basmak gereklidir. Termik rölelerde bu durum yoktur.

b) Birlikte kullanım nedenleri ve bağlantı şekillerinin açıklanması:

Manyetik ve termik röle iki şekilde birlikte kullanılabilir.

1. Çift koruma amaçlı ( Manyetik koruma – Termik koruma ): Manyetik korumada, ani akımlarda hemen devre bağlantısını açmak ; uzun süreli normalden fazla akımlarda ise termik koruma sağlamak.

2. (Manyetik kumanda – Termik koruma ) : Termik röleyi uzun süreli aşırı akımlardan korumak amacıyla; manyetik röleyi ise cihaz açma-kapama gibi kumanda amaçlı kullanmak.

c) Manyetik ve termik rölenin birlikte kullanımının şemada gösterilmesi:

d) Termik ve manyetik rölenin birlikte kullanımı: Bir kontrol devresinin gösterilmesi

Kondansatör Nedir Çeşitleri?

Kondansatör iki levha arasına konmuş bir dielektrik maddeden ibarettir. Elektrik ve elektronik devreler için temel devre elemanlarından biridir. Elektronikte iki kat arasında kuplaj, by pass, dekuplaj, bloklama, ayar ve filtre elemanı olarak kullanılır. Elektrik devrelerinde, güç katsayısının düzeltilmesinde, bir fazlı motorlarda ilk hareketi sağlamada ve kalkınma momentini artırmada kullanılır. Kondansatör hakkındaki bazı bilgileri özetleyecek olursak;
1- Kondansatör devreye uygulanan gerilimin maksimum değeri ile şarj olur.
2- Kondansatör tıkaç olarak D.C akımı geçirmezken A.C akımı şarj ve deşarj akımları şeklinde geçirir
3- Kondansatörler elektrik enerjisini yük şeklinde depo ederler.
KONDANSATÖR ÇEŞİTLERİ
A) Sabit kondansatörler
B) Ayarlı kondansatörler
A) SABİT KONDANSATÖRLER
1. Seramik kondansatörler
2. Elektrolitik kondansatörler
3. Metalize kondansatörler
4. Mika kondansatörler
5. Diğer kondansatörler

1.SERAMİK KONDANSATÖRLER

Bu kondansatörlerde dielektrik madde olarak seramik kullanılır. Seramik üzerine eritilmiş alarak yapıştırılan gümüş tabakalar kutupları meydana getirir. Titanyum, baryum, titnat kondansatörler de buna benzer olarak yapılırlar.
Titanyum kondansatör disk tipi ve tüp tipi olmak üzere iki çeşittir. Yüksek frekans kayıpları küçüktür. Baryum titinat kondansatörler ise küçük boyutta büyük kapasite elde edilmesi bakımından avantajlıdır. Fakat kapasiteleri sıcaklık ve nemden etkilenirler. Daha çok yüksek frekanslı devrelerde by pass kondansatörü olarak kullanılır.

2.ELEKTROLİTİK KONDANSATÖRLER

Diğer kondansatörlerden farklı olarak kutuplandırılmıştır. Pozitif kutup olarak oksitlendirilmiş aliminyum, negatif kutup olarak normal aliminyum levha kullanılmıştır. Ancak alternatif akımda kullanım için kutupsuz tipleri de vardır. Bunlarda her iki kutup da oksitlendirilmiş alüminyum levha kullanılır. Küçük boyutlu olmasına rağmen kapasiteleri büyüktür. Yüksek ve alçak gerilimli devrelerde kullanılırlar.

3.METALİZE KAĞIT KONDANSATÖRLER

Bu kondansatörlerde vernikli kağıda metal buharı özel bir metotla kaplanarak kondansatör levhaları teşkil ettirilir. Bu kondansatörlerin en önemli özelliği dielektrik denilse bile kendi kendini tamir edebilmesidir. Dielektrik delindiği zaman geçecek olan kısa devre akımı noktadaki metalize kağıt üzerindeki metali buharlaştırır. Bu buhar yalıtkanlığı tekrar sağlar. Çalışma gerilimleri 100 ila 700V arasında yapılabilir. Kapasiteleri ise 1nF-20µF arasında yapılır.

4.MİKA KONDANSATÖRLER

Mika kondansatörlerin iki tipi vardır. Birincisinde ince bir mika dielektrik olarak kullanılmıştır. İkincisinde ise bunlara ilave olarak metal yüzeylere gümüş film tabakası ilave edilmiştir. Bunlar metalize mika kondansatör ve gümüş kaplanmış mika kondansatör olarak isimlendirilir. Isı katsayısı ve ısı direnç ilişkileri iyidir. Bu özellikleri ile yüksek frekans ta kullanılırlar.
5.DİĞER KONDANSATÖRLER
Yukarıda bahsedilen kondansatörlerden başka titanyum myler, cam polistrin, polyester strol film kondansatör çeşitleri de mevcuttur.

B) AYARLI KONDANSATÖRLER

Ayarlı dirençler yapıldığı direnç değerinin maksimum ve minimum değerleri arasında değiştirilen dirençlerdir. Üç çeşit ayarlı direnç vardır.
1.Varyabıl Kondansatör
2.Trimer
3.Varikap diyotlar

1.VARYABIL KONDANSATÖRLER

Kapasitenin devamlı olarak değişmesi istenen alıcı ve vericilerde akort elemanı olarak kullanılan kondansatörler olup çoğun hava dielektriklidir. Birbirinden yalıtılmış iki madeni levha takımından ibaret olup biri hareketli, diğeri ise sabittir.

Diyod Nedir?

Diyod nedir?

---

Diyot, yalnızca bir yönde akım geçiren devre elemanıdır. Bir yöndeki dirençleri ihmal edilebilecek kadar küçük, öbür yöndeki dirençleri ise çok büyük olan elemanlardır.

Direncin küçük olduğu yöne "doğru yön" veya "iletim yönü", büyük olduğuyöne "ters yön" veya "tıkama yönü" denir. Diyot sembolü, aşağıdagörüldüğü gibi, akım geçiş yönünü gösteren bir ok şeklindedir.

Ayrıca, diyodun uçları pozitif (+) ve negatif (-) işaretleri ile debelirlenir. "+" uca anot, "-" uca katot denir. Diyodun anoduna, gerilimkaynağının pozitif (+) kutbu, katoduna kaynağın negatif (-) kutbugelecek şekilde gerilim uygulandığında diyot iletime geçer.

Kullanım alanları

Diyotlardan, elektrik alanında redresör (doğrultucu), elektronikte isedoğrultucu, detektör, modülatör, limitör, anahtar olarak çeşitliamaçlar için yararlanılmaktadır.

Çeşitleri
Kristal diyot
Zener diyot
Tünel diyot
Işık Yayan Diyot (LED)
Foto diyot
Ayarlanabilir Kapasiteli Diyot (Varaktör - Varikap)
Mikrodalga diyot
Gunn diyot
Impatt (Avalanş) Diyot
Baritt (Schottky) Diyot
Ani Toparlanmalı Diyot
Pin Diyot

Gruplandırma

Diyotlar başlıca üç ana gruba ayrılır:
Lamba diyotlar
Metal diyotlar
Yarı iletken diyotlar

Lamba Diyotlar

Lamba diyotlar en yaygın biçimde redresör ve detektör olarakkullanılmıştır. Sıcak katotlu lamba, civa buharlı ve tungar lambalar bugruptandır. Sıcak katotlu lamba diyodun iç görünüşü ve çalışma şekliverilmiştir. Şekilde görüldüğü gibi ısınan katotdan fırlayanelektronlar atom tarafından çekilmekte ve devreden tek yönlü bir akımakışı sağlanmaktadır. Eskiden kalanların dışında bu tür diyotlar artıkkullanılmamaktadır

Metal Diyotlar

Bakır oksit (CuO) ve selenyumlu diyotlar bu gruba girmektedirler.

Bakır oksitli diyotlar ölçü aletleri ve telekominikasyon devreleri gibiküçük gerilim ve küçük güçle çalışan devrelerde, selenyum diyotlar isebirkaç kilowatt 'a kadar çıkan güçlü devrelerde kullanılır

Yarı İletken Diyotlar
Yarı iletken diyotları, P ve N tipi germanyum veya Silikon yarı iletkenkristallerinin bazı işlemler uygulanarak bir araya getirilmesiyle eldeedilen diyotlardır. Hem elektrikte hemde elektronikte kullanılmaktadır.tipik bir örnek olarak kuvvetli akımda kullanılan bir silikon diyotverilmiştir.

Kristal Diyot

Nokta temaslı diyot elektronik alanında ilk kullanılan diyottur.1900-1940 tarihleri arasında özellikle radyo alanında kullanılangalenli ve pritli detektörler kristal diyotların ilk örnekleridir.galenveya prit kristali üzerinde gezdirilen ince fosfor-bronz tel iledeğişik istasyonlar bulunabiliyordu. Günlük hayatta bunlara, kristaldetektör veya diğer adıyla kristal diyot denmiştir.nokta temaslıgermanyum veya silikon diyotlar geliştirilmiştir.

Germanyum veya silikon nokta temaslı diyodun esası; 0.5 mm çapında ve0.2 mm kalınlığındaki N tipi kristal parçacığı ile "fosfor-bronz" veya"berilyum bakır" bir telin temasını sağlamaktan ibarettir.

Bu tür diyotta, N tipi kristale noktasal olarak büyük bir pozitifgerilim uygulanır. Pozitif gerilim temas noktasındaki bir kısım kovalanbağı kırarak elektronları alır. Böylece, çok küçük çapta bir P tipikristal ve dolayısıyla da PN diyot oluşur. Bu oluşum şekil 3.12 (b) 'degösterilmiştir.

Bugün nokta temaslı diyotların yerini her ne kadar jonksiyon diyotlaralmış ise de, yinede elektrotları arasındaki kapasitenin çok küçükolması nedeniyle yüksek frekanslı devrelerde kullanılma alanlarıbulunmaktadır. Ters yön dayanma gerilimleri düşük olup dikkatlikullanılması gerekir.

Böyle bir diyodun elektrotlar arası kapasitesi 1 pF 'ın altına kadardüşmektedir. Dolayısıyla yüksek frekanslar için diğer diyotlara göredaha uygun olmaktadır.

Nokta temaslı diyotların kullanım alanları

Nokta temaslı silikon diyotlar en çok mikro dalga karıştırıcısında,televizyon, video dedeksiyonunda, germanyum diyotlar ise radyofrekansölçü aletlerinde (voltmetre, dalgametre, rediktör vs...) kullanılır.

Zener diyot
Ana madde: Zener diyot

Tünel Diyot

Tünel diyotlar, özellikle mikro dalga alanında yükselteç ve osilatörolarak yararlanılmak üzere üretilmektedir. Tünel diyoda, esaslarını1958 'de ilk ortaya koyan Japon Dr. Lee Esaki 'nin adından esinlenerek"Esaki Diyodu" dan denmektedir.

P-N birleşme yüzeyi çok ince olup, küçük gerilim uygulamalarında bileçok hızlı ve yoğun bir elektron geçişi sağlanmaktadır. Bu nedenledir kiTünel Diyot, 10.000 MHz 'e kadar ki çok yüksek frekans devrelerinde ençok yükselteç ve osilatör elemanı olarak kullanılır.

Tünel diyoda uygulanan gerilim Vt1 değerine gelinceye kadar gerilimbüyüdükçe akım da artıyor. Gerilim büyümeye devam edince, akım Anoktasındaki It değerinden düşmeye başlıyor. Gerilim büyümeye devamettikçe, akım B noktasında bir müddet IV değerinde sabit kalıp sonra Cnoktasına doğru artıyor. C noktası gerilimi Vt2, akımı yine It 'dir. Buakıma "Tepe değeri akımı" denilmektedir.

Gerilimi, Vt2 değerinden daha fazla arttırmamak gerekir. Aksi haldegeçen akım, It tepe değeri akımını aşacağından diyot bozulacaktır.

I = f(V) eğrisinin A-B noktaları arasındaki eğimi negatif olup, -1/Rile ifade edilmekte ve diyodun bu bölgedeki direnci de negatif dirençolmaktadır. Tünel diyot A-B bölgesinde çalıştırılarak negatif dirençözelliğinden yararlanılır.

Tünel Diyodun üstünlükleri:
Çok yüksek frekansta çalışabilir.
Güç sarfiyatı çok düşüktür. 1mW 'ı geçmemektedir.

Tünel Diyodun dezavantajları:
Stabil değildir. Negatif dirençli olması nedeniyle kontrolü zordur.
Arzu edilmeyen işaretlere de kaynaklık yapmaktadır.

Tünel Diyodun kullanım alanları

Yükselteç Olarak: Tünel diyot, negatif direnci nedeniyle, uygun birbağlantı devresinde kaynaktan çekilen akımı arttırmakta, dolayısıyla buakımın harcandığı devredeki gücün yükselmesini sağlamaktadır.

Osilatör Olarak: Tünel diyotlardan MHz mertebesinde osilatör olarakyararlanılabilmektedir. Bir tünel diyot ile osilasyon sağlayabilmekiçin negatif direncinin diğer rezonans elemanlarının pozitifdirencinden daha büyük olması gerekir. Tünel diyoda Şekil 3.20 'degörüldüğü gibi seri bir rezonans devresi bağlanabilecektir. Tüneldiyodun negatif direnci - R=80 Ohm olsun. Rezonans devresinin direnci80 Ohm 'dan küçük ise tünel diyot bu devrenin dengesini bozacağındanosilasyon doğacaktır.

Anahtar Olarak: Tünel diyodun önemli fonksiyonlarından biri deelektronik beyinlerde multivibratörlerde, gecikmeli osilatörlerde,flip-flop devrelerinde ve benzeri elektronik sistemlerde anahtar görevigörmesidir.

Işık Yayan Diyot (Led)

Işık yayan diyotlar, doğru yönde gerilim uygulandığı zaman ışıyan,diğer bir deyimle elektriksel enerjiyi ışık enerjisi haline dönüştürenözel katkı maddeli PN diyotlardır.

Bu diyotlara, aşağıda yazılmış olduğu gibi, İngilizce adındakikelimelerin ilk harfleri bir araya getirilerek LED (Light EmittingDiode; Işık yayan diyot) veya SSL (Sloid State Lamps; Katkı hallambası) denir.

Özellikleri
Çalışma gerilimi 1.5-2.5V arasındadır. (Kataloğunda belirtilmiştir.)
Çalışma akımı 10-50mA arasındadır. (Kataloğunda belirtilmiştir.)
Uzun ömürlüdür. (ortalama 105 saat)
Darbeye ve titreşime karşı dayanıklıdır.
Kullanılacağı yere göre çubuk şeklinde veya dairesel yapılabilir.
Çalışma zamanı çok kısadır. (nanosaniye)
Diğer diyotlara göre doğru yöndeki direnci çok daha küçüktür.
Işık yayan diyotların gövdeleri tamamen plastikten yapıldığı gibi, ışıkçıkan kısmı optik mercek, diğer kısımları metal olarak ta yapılır.

Bir LED 'in üretimi sırasında kullanılan değişik katkı maddesine göre verdiği ışığın rengi değişmektedir.

Katkı maddesinin cinsine göre şu ışıklar oluşur:
GaAs (Galliyum Arsenid): Kırmızı ötesi (görülmeyen ışık)
GaAsP (Galliyum Arsenid Fosfat): Kırmızıdan - yeşile kadar (görülür)
GaP (Galliyum Fosfat): Kırmızı (görülür)
GaP (Nitrojenli): Yeşil ve sarı (görülür)

Diyot kristali, iki parçalı yapıldığında uygulanacak geriliminbüyüklüğüne göre kırmızı, yeşil veya sarı renklerden birini vermektedir.

Işık yayan diyot ısındıkça, ışık yayma özelliği azalmaktadır. Bu haletkinlik eğrisi olarak gösterilmiştir. Bazı hallerde fazla ısınmayıönlemek için bir soğutucu üzerine monte edilir.

Ayrıca LED 'in aşırı ısınmasına yol açmamak için kataloğunda belirtilenakımı aşmamak gerekir. Bunun için gösterilmiş olduğu gibi devresineseri olarak bir R direnci konur. Bu direncin büyüklüğü LED 'in dayanmagerilimi ile besleme kaynağı gerilimine göre hesaplanır.

Kirşof kanununa göre: 9=I*R+2 'dir. I=0.05A olup

R=9-2/0.05 = 7/0.05 = 140 Ohm olarak bulunur.

140 Ohm 'luk standart direnç olmadığından en yakın standart üst direnci olan 150 Ohm 'luk direnç kullanılır.

Foto Diyot

Foto diyot ışık enerjisiyle iletime geçen diyottur. Foto diyotlarapolarma geriliminin uygulanışı normal diyotlara göre ters yöndedir.Yani anoduna negatif (-), katoduna pozitif (+) gerilim uygulanır.

Başlıca foto diyotlar şöyle sıralanır:
Germanyum foto diyot
Simetrik foto diyot
Schockley (4D) foto diyodu

Germanyum FotoDiyot

Aslı alaşım yoluyla yapılan bir NP jonksiyon diyotudur. Cam veya metalbir koruyucu içerisine konularak iki ucu dışarıya çıkartılır. (Şekil3.26).

Koruyucunun bir tarafı, ışığın jonksiyon üzerinde toplanmasını sağlayacak şekilde bir mercek ile kapatılmıştır.

Diyodun devreye bağlanması sırasında firmasınca uçlarına konulanişarete dikkat etmek gerekir. Hassas yüzeyi çok küçük olduğundan,1.-3mA 'den daha fazla ters akıma dayanamaz.

Aşırı yüklemeyi önlemek için, bir direnç ile koruyucu önlem alınır.Işık şiddeti arttırıldıkça ters yön akımı da artar Foto diyot terspolarmalı bağlandığından üzerine ışık gelmediği müddetçe çalışmaz.Bilindiği gibi ters polarma nedeniyle P-N birleşme yüzeyinin ikitarafında "+" ve "-" yükü bulunmayan bir nötr

birleşme yüzeyine ışık gelince, bu ışığın verdiği enerji ile kovalanbağlarını kıran P bölgesi elektronları, gerilim kaynağının pozitifkutbunun çekme etkisi nedeniyle N bölgesine ve oradan da N bölgesiserbest elektronları ile birlikte kaynağa doğru akmaya başlar.

Diğer taraftan, kaynağın negatif kutbundan kopan elektronlar, diyodun P bölgesine doğru akar.

Simetrik FotoDiyotlar

Alternatif akım devrelerinde kullanılmak üzere NPN veya PNP yapılı simetrik fotodiyotlar da üretilmektedir.

Işığa Duyarlı Diyotların Kullanım Alanları: Uzaktan kumanda, alarmsistemi, sayma devreleri, yangın ihbar sistemleri, elektronik hesapmakineleri, gibi çeşitli konuları kapsamaktadır.

Ayarlanabilir Kapasiteli Diyot (Varaktör - Varikap)

Bir P-N jonksiyon diyoda ters yönde gerilim uygulandığında, temasyüzeyinin iki tarafında bir boşluk (nötr bölge) oluştuğu ve aynen birkondansatör gibi etki gösterdiği, kondansatörler bölümünde deaçıklanmıştı.

Varaktör diyotta da P ve N bölgeleri kondansatörün plakası görevi yapmaktadır.

C = A/d = *Plaka Yüzeyi / Plakalar Arası Açıklık kuralına göre:

Küçük ters gerilimlerde "d" boşluk bölgesi dar olduğundan varaktörkapasitesi ("C") büyük olur. Gerilim arttırıldıkça d boşluk bölgesigenişleyeceğinden, "C" de küçülmektedir.

Varaktör değişken kondansatör yerine kullanılabilmekte ve onlara görehem ucuz olmakta, hem de çok daha az yer kaplamaktadır. Kaçak akımınınçok küçük olması nedeniyle varaktör olarak kullanılmaya en uygundiyotlar silikon diyotlardır.

Varaktörün Tipik Özellikleri:
Koaksiyel cam koruyuculu, mikrojonksiyon varaktör 200GHz 'e kadar görev

yapabilmektedir.
Kapasitesi 3-100pF arasında değiştirilebilmektedir.
0-100V gerilim altında çalışabilmektedir.
Varaktöre uygulana gerilim 0 ile 100V arasında büyütüldüğünde, kapasitesi 10 misli küçülmektedir.

Yüksek frekanslarda L selfi birkaç nanohenri (nH), Rs birkaç Ohm olmaktadır.

Varaktörün başlıca kullanım alanları: Ayarlı devrelerin uzaktankontrolü, TV ve FM alıcı lokal osilatörlerinde otomatik frekanskontrolü ve benzeri devrelerde kullanılır.

Telekominikasyonda basit frekans modülatörleri, arama ayar devreleri,frekans çoğaltıcılarda, frekansın 2-3 kat büyütülmesi gibi kullanımalanları vardır.

Diğer Diyotlar

Mikrodalga Diyotları

Mikrodalga frekansları; uzay haberleşmesi, kıtalar arası televizyonyayını, radar, tıp, endüstri gibi çok geniş kullanım alanları vardır.Giga Hertz (GHz) mertebesindeki frekanslardır.

Mikro dalga diyotlarının ortak özelliği, çok yüksek frekanslarda dahi,yani devre akımının çok hızlı yön değiştirmesi durumunda da bir yöndeküçük direnç gösterecek hıza sahip olmasıdır.

Mikrodalga bölgelerinde kullanılabilen başlıca diyotlar şunlardır: Gunn(Gan) diyotları Impatt (Avalanş) diyotları Baritt (Schottky)(Şotki)diyotları Ani toparlanmalı diyotlar P-I-N diyotları

Gunn Diyotları

İlk defa 1963 'te J.B. Gunn tarafından yapıldığı için bu adverilmiştir. Gunn diyodu bir osilatör elemanı olarak kullanılmaktadır.

Yapısı, N tipi Galliyum arsenid (GaAs) veya İndiyum fosfat (InP) 'denyapılacak ince çubukların kısa kısa kesilmesiyle elde edilir.

Gunn diyoda gerilim uygulandığında, gerilimin belirli bir değerindensonra diyot belirli bir zaman için akım geçirip belirli bir zamandakesimde kalmaktadır. Böylece bir osilasyon oluşmaktadır.

Örnek: 10µm boyundaki bir gunn diyodunun osilasyon periyodu yaklaşık 0,1 nanosaniye tutar. Yani osilasyon frekansı 10GHz 'dir.

Impatt (Avalans) Diyot

Impatt veya avalanş (çığ) diyotlar Gunn diyotlara göre daha güçlüdürlerve çalışma gerilimi daha büyüktür. Mikrodalga sistemlerinin osilatör vegüç katlarında yararlanılır.

1958 'de Read (Rid) tarafından geliştirilmiştir.Bu nedenle Read diyoduda denir. P+ - N - I - N+ veya N+ - P - I - P+ yapıya sahiptir. Terspolarmalı olarak çalışır.

Yapımında ana elemanlar olarak Slikon ve Galliyum arsenid (GaAs)kullanılır. Diyot içerisindeki P+ ve N+ tipi kristaller, içerisindekikatkı maddeleri normal haldekinden çok daha fazla olan P,Nkristalleridir.

"I" tabakası ise iyonlaşmanın olmadığı bir bölgedir. Taşıyıcılar buradan sürüklenerek geçer ve etrafına enerji

Baritt (Schottky) Diyot

Baritt Diyotlar 'da nokta temaslı diyotlar gibi metal ve yarı iletkenkristalinin birleştirilmesi ile elde edilmektedir. Ancak bunlarjonksiyon diyot tipindedir. Değme düzeyi (jonksiyon) direnci çok küçükolduğundan doğru yön beslemesinde 0.25V 'ta dahi kolaylıkla ve hızlailetim sağlamaktadır.Ters yöne doğru akan azınlık taşıyıcıları çok azolduğundan ters yön akımı küçüktür. Bu nedenle de gürültü seviyeleridüşük ve verimleri yüksektir.

Farklı iki ayrı gruptaki elemandan oluşması nedeniyle baritt diyotların dirençleri (lineer) değildir.

Dirençlerin düzgün olmaması nedeniyle daha çok mikrodalga alıcılarındakarıştırıcı olarak kullanılır. Ayrıca, modülatör, demodülatör, detektörolarak ta yararlanılır.

Ani Toplamalı Diyot

Ani toparlanmalı (Step-Recovery) diyotlar varaktör diyotların daha dageliştirilmişlerdir. Varaktör diyotlar ile frekansların iki ve üç katbüyütülmeleri mümkün olabildiği halde, ani toparlanmalı diyotlar ile 4ve daha fazla katları elde edilebilmektedir.

Pin Diyot

P-I-N diyotları P+-I-N+ yapıya sahip diyotlardır. P+ ve N+ bölgelerininkatkı maddesi oranları yüksek ve I bölgesi büyük dirençlidir.

Alçak frekanslarda diyot bir P-N doğrultucu gibi çalışır. Frekansyükseldikçe I bölgesi de etkinliğini gösterir. Yüksek frekanslarda Ibölgesinin doğru yöndeki direnci küçük ters yöndeki direnci isebüyüktür.

Diyodun direnci uygulama yerine göre iki limit arasında sürekli olarak veya kademeli olarak değiştirilebilmektedir.

P-I-N diyotlar değişken dirençli eleman olarak, mikrodalgadevrelerinde, zayıflatıcı, faz kaydırıcı, modülatör, anahtar, limitörgibi çeşitli amaçlar için kullanılmaktadır.

Büyük Güçlü Diyotlar

2W 'ın üzerindeki diyotlar Büyük Güçlü Diyotlar olarak tanımlanır. Butür diyotlar, büyük değerli DC akıma ihtiyaç duyulan galvano-plasti,ark kaynakları gibi devrelere ait doğrultucularda kullanılmaktadır.

Direnç Nedir?

Direnç kelimesi, genel anlamda, "bir güce karşı olan direnme" olarak tanımlana bilir. Elektrik ve elektronikte direnç, iki ucu arasına gerilim uygulanan bir maddenin akıma karşı gösterdiği direnme özelliğidir. Kısaca; elektrik akımına gösterilen zorluğa DİRENÇ denir. Direnç"R" veya "r" harfi ile gösterilir, birimi ohm (Ω) dur.

Direnç Sembolleri:

Eski	Yeni
		Sabit Dirençler Ayarlı Dirençler

Şekil 1.1- Dirençli bir devre

Direncin devredeki rolü: Bir "E" gerilim kaynağına "R" direncinden, Şekil 1.1'de gösterilmiş olduğu gibi, bir " I " akımı akar.Bu üç değer arasında Ohm kanununa göre şu bağlantı vardır.E=I.RBirimleri: E: Volt I: Amper R: Ohm (Ω)

Direnç Türleri:

Dirençler iki gruba ayrılır:

1. Büyük güçlü dirençler


2. Küçük güçlü dirençler

• Büyük Güçlü Dirençler;:

2W üzerindeki dirençler büyük güçlü direnç grubuna girer.

• Küçük Güçlü Dirençler;

Küçük güçlü dirençlerin sınıflandırılması:

1. Sabit Dirençler


2. Ayarlı Dirençler


3. Termistör (Terminstans)


4. Foto Direnç (Fotorezistans)

Gerek büyük güçlü olsun, gerekse de küçük güçlü olsun, bütün dirençlerin belirli bir dayanma gücü vardır.

Bir Direncin Harcadığı Güç:

1. U: Dirençteki gerilim düşümü (Volt)


2. R: Direncin değeri (Ohm)


3. I: Geçen akım (Amper)


4. P: Direncin gücü (Watt)

Direnç Üzerinde Harcanan Güç Üç Şekilde İfade Edilir:

1. Akım ve gerilim cinsinden: P=U.I 'dır


2. Akım ve dirençcinsinden; (ohm kanununa göre): U=I.R 'dir.
   Bu "U" değeri P=U.I 'da yerine konulursa: P= I²R olur.


3. Gerilim ve dirençcinsinden; (ohm kanununa göre): I=U/R 'dir.
   Bu "I" değeri, P=U.I 'da yerine konursa, P= U²/R olur.

Sabit Dirençler

Yapısı ve çeşitleri:

Sabit dirençler yapıldığı malzemenin cinsine göre üçe ayrılır:

1. Karbon dirençler


2. Telli dirençler


3. Film dirençler

Film dirençler de ikiye ayrılır.

1. İnce film dirençler


2. Kalın film [Cermet "Sörmit" Okunur] dirençler

Karbon Dirençler

Karbon direncin yapısı:

Karbon direnç; kömür tozu ile, reçine tozunun eritilmesi ile elde edilir.
Karbon dirençler 1Ω 'dan başlayarak bir kaç mega Ohm 'a (MΩ) kadar üretilmektedir.

Başlıca kullanım alanları:

Bütün elektronik devrelerde en çok kullanılan direnç türüdür..

şekil (a)

Şekil (b)

Şekil 1.2- Değişik karbon dirençler

a) Küçük güçlü direncin kesit görüntüsü
b) Değişik güçteki dirençlerin 1/1 görüntüsü

Telli Dirençler

Telli dirençler gerek sabit direnç, gerekse de ayarlanabilen direnç olmak üzere, değişik güçlerde ve omajlar da üretilebilmektedir.

Telli Direncin Yapısı:

Telli dirençlerde, sıcaklıkla direnç değerinin değişmemesi ve dayanıklı olması için, Nikel-Krom, Nikel-Gümüş ve konstantan kullanılır.

Telli dirençler genellikle seramik gövde üzerine iki katlı olarak sarılır. Üzeri neme ve darbeye karşı verniklidir. Yalnızca, Şekil 1.3(b)'de görüldüğü gibi ayarlı dirençte, bir hat boyunca tellerin üzeri kazınır.

10 Ω ile 100 KΩ arasında 30 W 'a kadar üretilmektedir.

Şekil 1.3 'te değişik telli direnç örnekleri verilmiştir.

Başlıca kullanım alanları:

Telekominikasyon ve kontrol doğrultucularda kullanılır.
Tellerin çift katlı sarılmasıyla endüksiyon etkisi kaldırılabildiğinden yüksek frekans devrelerinde tercih edilir.
Küçük güçlülerde ısınmayla direnci değişmediğinden ölçü aletlerinin ayarında etalon (örnek) direnç kullanılır.

Dezavantajları:

Direnç telinin kopması, çok yer kaplaması ve büyük güçlü olanlarının ısınması gibi dezavantajları vardır.

Film Dirençler

Film kelimesi dilimize İngilizce 'den geçmiştir. Türkçe karşılığı zar ve şerit anlamına gelmektedir. Şekil 1.4 'ten anlaşıldığı gibi direnç şerit şeklinde yalıtkan bir gövde üzerine sarılmıştır. Bu durumu, bir fotoğraf filminin sarılışına benzetebiliriz.

Şekil 1.4 - Film direncin iç görünümü

İki tür film direnç vardır: İnce film dirençler Kalın film dirençler 1. İnce Film Dirençler: İnce film dirençler şu şekilde üretilmektedir; Cam veya seramik silindirik bir çubuk üzerine "Saf Karbon","Nikel - Karbon","Metal - Cam tozu" karışımı "Metal oksit" gibi değişik direnç sprey şeklinde püskürtülür.

Püskürtülen bu direnç maddesi, çok ince bir elmas uçla veya Lazer ışınıyla Şekil 1.4 'te görüldüğü gibi, belirli bir genişlikte, spiral şeklinde kesilerek şerit sargılar haline dönüştürülür.
Şerit sargıdan biri çıkarılarak diğer sargının sarımları arası izole edilir. Şerit genişliği istenilen şekilde ayarlanarak istenilen direnç değeri elde edilir.

2. Kalın Film (Cermet) Dirençler:

Kalın film dirençler, seramik ve metal tozları karıştırılarak yapılır. Seramik ve metal tozu karışımı bir yapıştırıcı ile hamur haline getirildikten sonra, seramik bir gövdeye şerit halinde yapıştırılır fırında yüksek sıcaklıkta pişirilir.
Yukarıda açıklanan yöntemle, hem sabit hem de ayarlı direnç yapılmaktadır.

Başlıca kullanım alanları:

Tablo 1.1 'de görüldüğü gibi, film dirençler toleransı en küçük olan dirençlerdir. Yani, istenilen değer tam tutturulabilmektedir. Bu nedenle hassas direnç gerektiren elektronik devreler için çok önemli bir dirençtir.

Ayrıca maksimum akımda bile değeri pek değişmemektedir.

Direnç tipi	Karbon direnç	İnce film dirençler		Metal kalın film (cermet) direnç	Telli direnç
		Karbon	Metal
Büyüklüğü	10Ω - 22MΩ	10Ω - 2MΩ	10Ω - 1MΩ	10Ω - 68MΩ	0,25Ω - 10KΩ
Toleransı	±%10	±%5	±%2	±%2	±%5
Maksimum gücü	250mW	250mW	500mW	500mW	2,5W
Yükteki değer değişimi	%10	%2	%1	%0,5	%1
Maksimum dayanma gerilimi	150V	200V	350V	250V	200V
Yalıtkanlık direnci	109Ω	10¹ºΩ	10¹ºΩ	10¹ºΩ	10¹ºΩ
Gerilim sabiti	2000ppm/V	100ppm/V	10ppm/V	10ppm/V	1ppm/V
Çalışabildiği sıcaklık aralığı	-40ºC +105ºC	-40ºC +125ºC	-55ºC +150ºC	-55ºC +150ºC	-55ºC +185ºC
Sıcaklık sabiti	±1200 ppm/ºC	-1200 ppm/ºC	±250 ppm/ºC	±100 ppm/ºC	±200ppm/ºC
Gürültüsü	1 kW - 2µV/V,10 MW - 6µV/V	1µV/V	0,1µV/V	0,1µV/V	0,01µV/V
Lehim etkisi	%2	%0,5	%0,15	%0,15	%0,05

NOT:

1. 
   
   
   

   1ppm = 10^-6 Ω başına değişim miktarı.

   
   


2. 
   
   
   

   Sıcaklık sabiti "+" ppm: Isındıkça artan direnç

   
   


3. 
   
   
   

   Sıcaklık sabiti "-" ppm: Isındıkça azalan direnç
   Örneğin; saf karbon direncin: Sıcaklık sabiti -1200ppm/ºC olup sıcaklığın her 1 artışında, direnci Ohm başına, 1200ppm=1200*10^-6 =0,0012Ω azalmaktadır.

   
   


4. 
   
   
   

   Sıcaklık sabiti "±" ppm: ısındıkça artan, 0 ºC 'nin altında soğutulurken azalan direnç.
   Örneğin; Bakırın direnci -234 'te sıfır olmaktadır.

   
   


5. 
   
   
   

   Gerilim sabiti: Dirence uygulanan gerilimin büyüklüğü oranında, direnci yukarıda verilen değer kadar düşmektedir.
   Örneğin; 150Ω 'luk bir "karbon film dirence" 30V uygulandığında direnci 30*150*10^-6=0,45 kadar düşecektir.

   
   

Ayarlı Dirençler

Yapıları:

Ayarlı dirençler, direnç değerinde duruma göre değişiklik yapılması veya istenilen bir değere ayarlanması gereken devrelerde kullanılırlar.
Karbon, telli ve kalın film yapıda olanları vardır.
Aşağıda çeşitlerini anlatırken yapıları da daha geniş olarak anlatacağım.

Çeşitleri:

Ayarlı dirençler iki ana gruba ayrılır:

1. Reostalar


2. Potansiyometreler

Reostalar

Reostalar, Şekil 1.6 'da verilmiş olan sembollerinden de anlaşıldığı gibi iki uçlu ayarlanabilen dirençlerdir. Bu iki uçtan birine bağlı olan kayıcı uç, direnç üzerinde gezdirilerek, direnç değeri değiştirilir.

Şekil 1.6 - Reostanın değişik semboller ile gösteriliş

Reostaların da karbon tipi ve telli tipleri vardır. Sürekli direnç değişimi yapan reostalar olduğu gibi, kademeli değişim yapan reostalarda vardır.

Reostanın başlıca kullanım alanları:

Laboratuarlarda etalon direnç olarak, yani direnç değerlerinin ayarlanmasında ve köprü metodunda direnç ölçümlerinde, değişken direnç gerektiren devre deneylerinde, örneğin diyot ve transistor karakteristik eğrileri çıkarılırken giriş, çıkış gerilim ve akımlarının değiştirilmesinde ve benzeri değişken direnç gerektiren pek çok işlemde kullanılır.

Potansiyometreler

Potansiyometreler şekil 1.8 'de görüldüğü gibi üç uçlu ayarlı orta uç, direnç üzerinde gezinebilir.

Şekil 1.8 - Potansiyometrenin gerilim bölücü olarak kullanılması

Potansiyometreler, yine Şekil 1.8 'de belirtilmiş olduğu gibi direnç değerinin değiştirilmesi yoluyla gerilim bölme, diğer bir deyimle çıkış gerilimini ayarlama işlemini yapar. Potansiyometrelerin başlıca uygulama alanları Tablo 1.3 'de verilmiştir.

Potansiyometre Çeşitleri:

Potansiyometreler aşağıdaki üç grup altında toplanabilir.

1. Karbon Potansiyometreler


2. Telli Potansiyometreler


3. Vidalı Potansiyometreler

Karbon Potansiyometreler

Karbon potansiyometreler, mil kumandalı veya bir kez ön ayar yapılıp, bırakılacak şekilde üretilmektedir. Ayar için tornavida kullanılır. Bu türdeki potansiyometreye "Trimmer potansiyometre" (Trimpot) denmektedir.

(a) Mil Kumandalı

(b) Tornavida Ayarlı Trimpot

Şekil 1.9 - Karbon Potansiyometreler

Şekil 1.10 - Lineer ve logaritmik potansiyometrelerin karakteristik eğrileri

A: Lineer potansiyometre çıkış gerilimindeki değişim
B: Logaritmik potansiyometre çıkış gerilimindeki değişim

Şekil 1.10 'da gösterilmiş olduğu gibi karbon potansiyometreler. Lineer (doğrusal) veya logaritmik (eğrisel) gerilim ayarı yapacak şekilde üretilir.

Şeklin köşesinde karakteristik eğrileri çıkarılan potansiyometre görülmektedir.

Yatay koordinat ekseni, potansiyometre fırçasının "a" ucuna göre dönüş açısını, gösteriyor.

Düşey koordinat ekseni ise, a-s uçlarından alınan Vas geriliminin , a-e uçları arasındaki Vae gerilimine oranını (V_as/V_ae) göstermektedir.

Aynı şeyleri direnç değerleri üzerinde de söylemek mümkündür.

Şekilde, noktalı olarak çizilmiş olan A doğrusu, lineer potansiyometreye, B eğrisi ise logaritmik potansiyometreye aittir.

Potansiyometre fırçası "a" ucunda iken Vas çıkış gerilimi sıfır 'dır.

Fırçanın 90° döndürülmüş olduğunu kabul edelim:

• Potansiyometre lineer ise; V_as = 32/100*V_ae = 0,32V_ae olur.


• Potansiyometre logaritmik ise; V_as = 8/100*V_ae = 0,08V_ae olur.

Yükselteçlerde volüm ve ton kontrolünde logaritmik potansiyometrelerin kullanılması uygun olur.

Dirençlerin hangi türden olduğunun anlaşılmasını sağlamak için, omaj değerinden sonra "lin" veya "log" kelimeleri yazılır.

Telli Potansiyometreler

Şekil 1.11 - Telli potansiyometre

Telli potansiyometreler, bir yalıtkan çember üzerine sarılan teller ile bağlantı kuran fırça düzeninden oluşmaktadır.bu tür potansiyometrelerin üzeri genellikle açıktır. Tel olarak Nikel-Krom veya başka rezistans telleri kullanılır.

Vidalı Potansiyometreler

Şekil 1.12 - Vidalı Potansiyometrenin Kesit Görüntüsü

Vidalı potansiyometrede, sonsuz vida ile oluşturulan direnci taramaktadır. Üzerinde hareket eden bir fırça, kalın film (Cermet) yöntemiyle oluşturulan direnci taramaktadır. Fırça potansiyometrenin orta ayağına bağlıdır. Böylece orta ayak üzerinden istenilen değerde ve çok hassas ayarlanabilen bir çıkış alınabilmektedir.

Potansiyometrelerin başlıca kullanım alanları:

Potansiyometreler elektronikte başlıca üç amaç için kullanılırlar;

1. Ön ayar için


2. Genel amaçlı kontrol için


3. İnce ayarlı kontrol için

Bu üç kullanılma amacı için potansiyometreden beklenen özellikler. Tablo 1.4 'te özetlenmiştir. Ayrıca, Tablo 1.5 'te de yukarıda açıklanan üç potansiyometre türünün kıyaslanması yapılmıştır.

Tablo 1.4. Potansiyometrelerin Kullanılma yerlerine göre özellikleri
Tipi	Uygulama örneği	Seçim Töleransı	Doğrusallık (Lineerite)	Kararlılık (Stabilite)	Ömrü boyunca ayar gereksinimi
Ön ayar	Darbe jenaratorun de darbe genişliği ayarı	±%20	Önemli değil	Yüksek ±%2	50 'den az
Genel amaçlı kontrol	Yükselteçte ses ve ton ayarı	±%20	±%10	Orta ±%10	10000
İnce ayarlı kontrol	Skoptaki genlik ayarı, haberleşmede frekans ayarı	±%20	±%0.5	Yüksek ±%0.5	50000

Tablo 1.5. Potansiyometrelerin kıyaslama tablosu
Tipi	Türü	Değeri	Toleransı	Gücü (W)	Sıcaklık sabiti	Kararlılık (Stablite)	Ömrü
Karbon pot. (Trimmer)	Lineer veya logaritmik	100-10M	±%20	0.5 - 2	± 700 ppm/°C 100 K altında ± 1000 ppm/°C 100 K üstünde	±%20	20000 dönüş
Telli pot.	Lineer	10-100K	±%5 ±%3	3	100 ppm/°C 50 ppm/°C	±%5 ±%2	20000 - 100000 arası dönüş
Vidalı pot.	Lineer	10-500K	±%10	1	±200 ppm/°C	±%5	500 kademe

Değişken Dirençler

İki gruba ayrılır:

• Termistör (Terminstans)


• Fotorezistans

rmistör (Terminstans)

Termistörler ısınınca direnci değişen elemanlardır.

Termistörler sıcaklık sabitine göre ikiye ayrılırlar:

1. Pozitif sıcaklık sabitine sahip dirençler (PTC)


2. Negatif sıcaklık sabitine sahip dirençler (NTC)

1. PTC Dirençler

Pozitif sıcaklık sabitine (PTC) sahip dirençler ısındığı zaman, direnç değeri büyür. Metaller, özellikle de baryum titamat ve fungsten bu özelliğe sahiptir. Çok değişik kullanım alanları vardır.

Örneğin: Röleye paralel bağlanan PTC direnç rölenin gecikmeli çekmesini sağlar. Florasan lambalarda da starter yerine PTC direnç kullanılabilmektedir.

2. NTC Dirençler

NTC dirençler, ısındığı zaman direnç değerleri düşer, Germanyum, Silikon, ve metal oksitler gibi maddelerden üretilir.

Şekil 1.13' de bir NTC termistöre ait karakteristik eğrileri verilmiştir.









Şekil 1.13- NTC Termistör karakteristik eğrileri

• 
  
  
  

  40°C' ye kadar ısıtılan bir ortamdaki termistör direncindeki değişim;

  
  


• 
  
  
  

  Değişik sıcaklıklardaki Akım-gerilim (I,V) bağıntısı

  
  

NTC Termistörünün kullanım alanları:

NTC termistörlerin çok değişik kullanım alanları vardır.

• 
  
  
  

  Motor ve transformatör gibi aşırı ısınması istenmeyen sistemlere yerleştirilen NTC termistörün direnci fazla ısınmadan dolayı küçülen bir alarm ve koruma devresini harekete geçirir.

  
  


• 
  
  
  

  Bir su deposunda seviye kontrolü için yerleştirilen NTC direnci su seviyesi düşünce, ısınarak pompa devresini çalıştırır.

  
  


• 
  
  
  

  Bir motora seri bağlanan NTC direnç önce küçük akım çekerek güvenli yol almasını sağlar.

  
  


• 
  
  
  

  Röleye seri bağlanan NTC direnç rölenin gecikmeli çalışmasını sağlar.

  
  

Fotorezistans

Fotorezistansın çalışma prensibi NTC direncin çalışma prensibine yakındır. Fotorezistanslar, ışık etkisi altında kalınca direnci küçülen elemanlardır. En çok kullanılan fotorezistans maddesi kadmiyum sülfürdür. Kadmiyum sülfürden yapılmış olan bir fotorezistansın karanlıktaki direnci 10 MOhm olduğu halde, gün ışığında 1 KOhm' a düşmektedir.

Şekil 1.15 'de, bir lamba devresine konulan fotorezistansın ışık etkisi ile direnci düşürülerek lambanın yakılışı gösterilmiştir.