Kirchhoff'un Devre Yasaları
Elektrik yükü birikemez ya da yok olamaz, bu yüzden herhangi bir kavşakta içeri giren akım tam olarak dışarı çıkan akıma eşit olmalıdır. Enerji de ortaya çıkamaz ya da kaybolamaz, bu yüzden kapalı bir çevrim boyunca tüm gerilim artışlarını ve düşüşlerini toplarsan, sıfıra eşitlenir.
Formül
ΣI_in = ΣI_out ; ΣΔV = 0
- I_in — giren akım (A): bir kavşağa giren toplam akım
- I_out — çıkan akım (A): aynı kavşaktan çıkan toplam akım
- ΔV — gerilim değişimi (V): bir çevrimin bir bölümündeki gerilim artışı veya düşüşü
Çözümlenmiş Örnek
Bir tel, bir kavşağa 6 A akım taşıyor ve orada iki kola ayrılıyor. Bir kol 4 A taşıyor. Diğer koldan ne kadar akım geçer?
- I_in = 6 A
- I_out1 = 4 A
- I_out2 = I_in − I_out1
- I_out2 = 6 A − 4 A
I_out2 = 2 A
Kendini test et
Bir kavşağa şimdi 9 A akıyor ve iki kola ayrılıyor. Bir kol 5 A taşıyor. Diğer koldan ne akıyor?
- Doğru cevap: 4 A
- 14 A
- 5 A
Doğru! Giren akımlar çıkan akımlara eşit olmalıdır: 9 A − 5 A = 4 A.
Bir devrede kapalı bir çevrim boyunca tamamen dolaşıp her gerilim artışını ve düşüşünü toplarsan, toplam neye eşit olmalıdır?
- Toplam akım
- Doğru cevap: Sıfır
- Pilin geriliminin iki katı
Tam olarak doğru — enerji korunur, bu yüzden bir çevrim boyunca tüm gerilim artışları ve düşüşleri sıfıra eşitlenir.
Nerede Görürsün
Evdeki elektrik tesisatı bir kavşak ağacıdır: şebeke beslemesi sigorta panelinde ayrılır, her odada yeniden ayrılır ve bir uçtan içeri giren her amper diğer uçtan geri dışarı çıkar — hiçbir şey birikmez. Bir adanın çevresinde çatallanan bir nehir, kavşak kuralını doğada gösterir: iki kol, tek kanalın çatallağa getirdiği su akışının tam olarak aynısını taşır.
Yaygın Hatalar
Klasik hata, akımın cihazlardan geçerken tüketildiğini düşünmektir — yük korunur, dolayısıyla bir kavşağa giren her neyse dışarı çıkan da odur: kavşağa 9 A giriyor ve kollardan birinden 5 A akıyorsa, diğerinden tam olarak 4 A akar, daha az değil. Çevrim kuralı da kendine özgü bir biçimde yanlış uygulanır: tek bir çevrimde birkaç bileşen varken pilin gerilimi favori bileşeninizin üzerinden düşmez — ΣΔV = 0 bütün turu dengeler, her yükseliş her düşüşe karşılık. Bu iki korunum türünü karıştırmayın: kavşaklarda yük korunur, çevrimlerde enerji korunur.
Nasıl Bağlantılı
Ohm yasası tek bir direncin fiyatını koyar; bu iki yasa bütün ağların muhasebesini tutar — ve ikisi de mekanikten gelen korunum yasalarının devre kıyafeti giymiş hâlleridir (ΣI_in = ΣI_out yük korunumu, ΣΔV = 0 enerji korunumudur). Sıradaki RC devresi, çalışırken davranışı değişen ilk devredir ve onu çözmek her iki kuralı birden gerektirir.