Bedrading en leidingen: analogieën en verschillen

Als elektricien stuit men vaak op het feit dat mensen die volledig gezond zijn en zich zowel fysiek als mentaal ontwikkelen een staat van ontzag voor elektriciteit ervaren. Tegelijkertijd, zeg maar, de installatie van watervoorziening en riolering lijkt hen niet erg ingewikkeld.

Toch: water stroomt naar zichzelf door pijpen onder druk, en door pijpen met een grotere diameter wordt het naar het riool geleid - alles is "gemakkelijker dan een gestoomde raap". Het is alleen jammer voor mensen die angstig naar een vonkende uitlaat kijken en wachten elektriciendat zou het hebben vervangen.

En omdat voor veel mensen die bang zijn voor elektriciteit, het sanitair eenvoudiger lijkt te zijn, dan zullen we enkele fysieke analogieën geven tussen de elektrische stroom en de waterstroom.

In welke richting stroomt het water? - Van een punt met meer druk - naar een punt met minder. Tussen punten met dezelfde druk op de buiswand zal er geen water stromen. Maar tenslotte gedraagt ​​de elektrische stroom zich ook: deze ontstaat tussen de punten van de geleider, die verschillende waarden van de elektrische potentiaal hebben. De analogie is eenvoudig: de pijp is vergelijkbaar met een geleider, de waterstroom is vergelijkbaar met elektrische stroom en de druk in de pijpleiding is vergelijkbaar met elektrisch potentieel.

Op basis van deze analogieën kunnen we het eigenaardige "alter ego" van sommige huishoudelijke apparaten en fenomenen oppikken. Deze "tweede zelven" zullen verwijzen naar sanitair en stromend water.

Neem bijvoorbeeld een elektrische schakelaar. Wat is hij aan het doen? - Verbindt en ontkoppelt twee draden, waarvan er één een "fase" is, en er stroomt stroom doorheen en de tweede draad gaat naar de belasting. Nulkabels zijn niet aangesloten op de schakelaar.

Analogen voor elektrische schakelaars tussen pijpleidingskleppen zijn kleppen voor koud en warm water bij de ingang van het appartement. Deze kleppen, of kleppen, bevinden zich in de regel in een van de staten: "uit" of "aan", ze hebben geen eigen weerstand en hun doel is om water aan de consument te leveren. En elke schakelaar levert net zo goed de consument (bijvoorbeeld een lamp) een elektrische stroom. De analogie is duidelijk.

Om een ​​analoog voor een stopcontact te vinden, moet je een beetje fantasie tonen. Twee draden komen in de uitlaat en hebben geen contact met elkaar. Toch is het een "fase" en een "nul", ik denk dat het niet nodig is om te praten over de gevolgen van een directe verbinding. Er is geen stroom in het stopcontact als de consument niet is ingeschakeld. En wanneer de consument wordt ingeschakeld, wordt de stroom bepaald door zijn weerstand.

Wat is de "fase" voor de watervoorziening? Dit is natuurlijk een dunne onderzeese pijp onder druk. De werkende "nul" is de afvoerleiding. Verschil met elektrische bedrading hier is dat voor water de hele omgeving een geleider is, dus de "fasegeleider" heeft altijd extra vergrendelingsinrichtingen (smoorspoelen) nodig. In de leidingen kunnen deze smoorspoelen kranen worden genoemd, en wanneer ze worden gesloten, nemen ze volledig alle druk op (lees: spanning), waardoor lekken worden vermeden.

Natuurlijk steken ze geen smoorspoelen in het stopcontact, maar verder lijken ze erg op de kraan die boven de gootsteen is geïnstalleerd. Een consument kan bijvoorbeeld een wasmachine zijn, waarvan de toevoerslang met de gander is verbonden en de afvoer in de gootsteen wordt geleid. We openen de kraan volledig - de weerstand daalt tot bijna nul, maar er is geen kortsluiting, omdat er de weerstand van de machine is.

Trouwens, een kortsluiting in de watertoevoer - wat is het? We openen de kraan boven de gootsteen volledig, zetten de bovengenoemde machine uit en observeren. Het water rommelt en spettert, en misschien is zelfs de gootsteen niet bestand tegen de binnenkomende stroom. Maar toch is het niet zo indrukwekkend als een elektrische kortsluiting, die letterlijk alles op zijn weg veegt.Dit betekent dat de watertoevoer beter bestand is tegen kortsluiting en dat ze daarvoor de bedrijfsmodus zijn. Daarom is het watertoevoersysteem niet uitgerust met "overstroombeveiliging".

Natuurlijk zijn de bovengenoemde analogieën zeer willekeurig en houden ze met name geen rekening met het bestaan ​​van elektromagnetische velden. Ja, en in elektronica stappen met "loodgieters" -ideeën over elektrische stroom is het niet waard. Maar op een minimaal huishoudniveau kan een vergelijking met watervoorziening populair en nuttig zijn.

Alexander Molokov

Comments

[#1 knotik]

hij maakte zelf vaak zulke analogieën in zijn hoofd)) in veel opzichten zijn water en elektrische stroom vergelijkbaar, de belangrijkste "gelijkenis" is zowel een gerichte stroom van deeltjes, in het ene geval zijn dit elektronen in het kristalrooster van een geleider, in een ander geval zijn het watermoleculen in een pijpleiding .
Het belangrijkste verschil is natuurlijk SNELHEID, in tegenstelling tot water, de snelheid van het effect van de elektrische stroom is direct! (Praktisch))
Condensatoren kunnen bijvoorbeeld worden weergegeven als een lege container die is gevuld met water uit de bron, geleidelijk afhankelijk van de diameter van de inlaat (weerstand R), en deze wordt geleegd door de uitlaat met een snelheid evenredig aan zijn diameter)))
Voor bijna elk element van het elektrische circuit kunt u vergelijkbare analogieën bedenken.
MAAR !!! Natuurlijk moet je, alleen al door deze analogieën, niet in de uitlaat klimmen)))

[#2 Anatoly]

Heel vaak gebruik ik dergelijke analogieën. Het is bijvoorbeeld soms moeilijk voor studenten om het werkingsprincipe van dergelijke halfgeleiderapparaten als transistor te begrijpen. In het voorbeeld van een dergelijke sanitaire voorziening als een kraan, past alles op zijn plaats, omdat de basis heel eenvoudig kan worden voorgesteld als een klep, de collector een willekeurig gat in de bovenkant van de kraan is en de emitter als een afvoergat. Als u de klep opent, d.w.z. base plug het gat bovenaan - de collector - dan zal een grote stroom water in het afvoergat stromen, d.w.z. in dit geval bevindt de transistor zich in actieve modus.

[#3]

Hallo Ik ben afgestudeerd aan de universiteit. Ze reageren goed op onze universiteit, in principe zeggen ze dat ze goed lesgeven. Maar toch, de fysica van de stroom is niet duidelijk. Dit artikel, te vochtig, is niet duidelijk. Ik ken nu de regels, wetten, spanning, potentiaalverschil, elektriciteit, de beweging van elektronen, de wet van Ohm voor een deel van het circuit is ook bekend. Maar ik begrijp niet wat voor soort elektronen ze zijn, hoe ze stromen en waarom? Waarom, als de fase de fase raakt, gaat de stroom door je heen? Als je 0 niet aanraakt, is er dan geen ketting in theorie? En zo ja, waarom nul halen? Mijn stad ligt waarschijnlijk op 1000 km van de dichtstbijzijnde elektriciteitscentrale, waarom twee draden trekken, kan er één zijn, omdat er minder dan twee zijn? Dit zijn kosten. Dat zou in het kort worden geschreven zonder "tikken", zodat het graan in mijn hoofd op de planken gestroomlijnd is.

[#4]

Azat, wat is het om je iets te vertellen. Zonder kraanvogels heb je waarschijnlijk veel gepraat op de universiteit, maar ik probeerde gewoon vanuit een heel andere richting binnen te komen.

Maar ik kan je enige vraag oplossen. Misschien wordt het duidelijker.

Raak de fase aan - de stroom gaat door je heen door de fase - hand - vloer - bouwstructuur - dichtstbijzijnde aardingsapparaat - nulgeleidingscircuit Omdat het circuit zo ingewikkeld is, zal de aanrakingsspanning niet 220 volt zijn, een deel van de spanning zal op de vloer zijn en andere dingen Er is trouwens ook mijn artikel over dit onderwerp.

Maar stroomontvangers volgens dit schema kunnen niet worden ingeschakeld - omdat ze een hoogwaardige voeding nodig hebben, betrouwbare 220 volt.

Daarom trekken ze de nuldraad het appartement in - om gegarandeerd 220 volt in het stopcontact te hebben. Daarom zijn nul draden nodig.

[#5]

BedanktHier is nog een vraag minder. Misschien zo langzaam en behandel alles.

[#6 Dmitry]

Goedemiddag

En als je dit voorbeeld overweegt: de druk in de buis is gedaald, dus de druk van het water is minder geworden en het water stroomt langzamer uit de kraan. Als we ons vertalen in elektrische grootheden, nam de spanning af en nam de stroom ook af.

Begrijp ik het goed?

Alvast bedankt.

[#7 De auteur]

Over dat en spraak. We moeten alleen onthouden dat deze analogie bepaalde grenzen heeft. Maar op het meest elementaire niveau helpt zo'n analogie om 'elektriciteit te begrijpen'.

[#8 jury]

Toyota's water- en elektriciteitsanalogie
youtube.com/watch?v=KpcZcbfDK3A

[#9 andy]

De hydraulische analogie van een condensor is een buis, waarop een andere buis wordt gedragen, en een rubberen membraan wordt tussen hen uitgerekt, bijvoorbeeld, um ... een ballon. de analogie is bijna voltooid:

1) terwijl het membraan niet wordt uitgerekt (cond. Gelost) kan water stromen, de maximale stroom

2) in dit geval passeert geen watermolecule (elektron) door het membraan (diëlektricum) als zodanig, maar de beweging van water wordt niettemin gevoeld aan het andere uiteinde van de buis (cond. Zendt wisselstroom uit)

3) wanneer het membraan wordt getrokken (cond. Opgeladen), stopt de stroom praktisch, de spanning op het membraan (condensator) is maximaal (cond. Houdt een gelijkstroom vast)

4) zacht membraan - grote capaciteit, strak - kleine capaciteit

5) het membraan breekt - een afbraak in het diëlektricum

naar de hoop: een weerstand is een zandfilter, een spoel is een zwaar wiel met bladen, een transformator (en een diode), zoals al gezegd, kleppen, enz.

Azat-in, "nul" is echt optioneel. een dergelijk systeem wordt een enkeldraads aardteruggang genoemd (enkeldraads systeem met retour door de aarde) en werd bij het aanbreken van elektriciteit toegepast. alleen het potentiaalverschil is nodig voor de huidige stroom. alleen "nul" van de energiecentrale is veel beter (minder weerstand) dan, laten we zeggen, een emmer die in de grond is begraven, is niet afhankelijk van bodemeigenschappen, enz.