Fiação e tubulação: analogias e diferenças

Sendo eletricista, muitas vezes encontramos o fato de que pessoas completamente saudáveis ​​e desenvolvidas tanto física quanto mentalmente experimentam um estado de admiração pela eletricidade. Ao mesmo tempo, digamos, a instalação de abastecimento de água e esgoto não lhes parece muito complicada.

Ainda: a água corre através de canos sob pressão, e através de canos de maior diâmetro é desviada para o esgoto - tudo é "mais fácil do que um nabo cozido no vapor". É uma pena para as pessoas que olham ansiosamente para uma saída de faísca e estão esperando eletricistaisso teria substituído.

E, como para muitas pessoas que têm medo de eletricidade, o sistema de abastecimento de água parece ser organizado de maneira mais simples, forneceremos algumas analogias físicas entre a corrente elétrica e o fluxo da água.

Em que direção a água corre? - De um ponto com mais pressão - a um ponto com menos. Entre pontos com a mesma pressão na parede do tubo, não haverá fluxo de água. Mas, afinal, a corrente elétrica também se comporta: ela surge entre os pontos do condutor que possuem valores diferentes do potencial elétrico. A analogia é simples: o tubo é semelhante a um condutor, o fluxo de água é semelhante à corrente elétrica e a pressão na tubulação é semelhante ao potencial elétrico.

Com base nessas analogias, podemos captar o peculiar "alter ego" de alguns dispositivos e fenômenos elétricos domésticos. Esses "segundos eus" se referem a encanamento e água corrente.

Pegue, por exemplo, um interruptor elétrico. O que ele esta fazendo? - Conecta e desconecta dois fios, um deles sendo uma "fase", e a corrente flui através dele, e o segundo fio vai para a carga. Zero fios não estão conectados ao switch.

Os análogos dos interruptores elétricos entre as válvulas dos dutos serão válvulas para água fria e quente na entrada do apartamento. Essas válvulas, ou válvulas, em regra, estão em um dos estados: “desligadas” ou “ativadas”, não possuem resistência própria e têm como objetivo fornecer água ao consumidor. E qualquer interruptor também fornece ao consumidor (por exemplo, uma lâmpada) uma corrente elétrica. A analogia é óbvia.

Para encontrar um analógico para um soquete, você precisa mostrar um pouco de imaginação. Dois fios entram na tomada e eles não têm contato um com o outro. Ainda assim, é uma "fase" e um "zero", acho que não há necessidade de falar sobre as consequências de uma conexão direta. Não há corrente na tomada se o consumidor não estiver ligado. E quando o consumidor é ligado, a corrente é determinada por sua resistência.

Qual é a "fase" do abastecimento de água? Obviamente, este é um tubo submarino fino sob pressão. O "zero" de trabalho é o tubo de drenagem. Diferença de fiação elétrica aqui é que, para a água, todo o ambiente é um condutor; portanto, o "condutor de fase" sempre precisa de dispositivos de travamento adicionais (bobinas). No encanamento, esses bloqueadores podem ser chamados de torneiras e, quando fechados, recebem toda a pressão (leia-se: tensão), evitando vazamentos.

Obviamente, eles não colocam estrangulamentos no soquete, mas são muito semelhantes à torneira instalada acima da pia. Um consumidor pode ser, por exemplo, uma máquina de lavar roupa, cuja mangueira de entrada está conectada ao gander e o dreno é direcionado para a pia. Abrimos a torneira ao máximo - sua resistência cai para quase zero, mas não há curto-circuito, porque há a resistência da máquina.

A propósito, um curto-circuito no abastecimento de água - o que é? Abrimos completamente a torneira acima da pia, desligamos a máquina mencionada e observamos. A água ronca e espirra, e talvez até a pia não lide com a corrente que entra. Mas, no entanto, não é tão impressionante quanto um curto-circuito elétrico, literalmente varrendo tudo em seu caminho.Isso significa que o suprimento de água é mais resistente a seus curtos-circuitos e eles são o modo de operação para ele. Portanto, o sistema de abastecimento de água não está equipado com “proteção contra sobrecorrente”.

Obviamente, as analogias acima são muito arbitrárias e, em particular, não levam em consideração a existência de campos eletromagnéticos. Sim, e entre na eletrônica com idéias de "encanamento" sobre corrente elétrica não vale a pena. Porém, no nível doméstico mínimo, uma comparação com o suprimento de água pode ser popular e útil.

Alexander Molokov

Comments

[#1 knotik]

ele mesmo costuma fazer tais analogias em sua cabeça)) de muitas maneiras, a água e a corrente elétrica são semelhantes, a principal "similaridade" é ao mesmo tempo um fluxo direcionado de partículas; em um caso, são elétrons na rede cristalina de um condutor; em outro caso, são moléculas de água em uma tubulação .
A principal diferença é, obviamente, a velocidade, ao contrário da água, a velocidade do efeito da corrente elétrica é instantânea! (praticamente))
Por exemplo, os capacitores podem ser representados como um tanque vazio que é enchido com água da fonte, gradualmente dependendo do diâmetro da entrada (resistência R), e é esvaziado pela saída a uma velocidade proporcional ao seu diâmetro)))
Para quase todos os elementos do circuito elétrico, você pode criar analogias semelhantes.
MAS !!! Naturalmente, guiado apenas por essas analogias, você não deve subir na tomada)))

[#2 anatólia]

Muitas vezes eu uso essas analogias. Por exemplo, às vezes é difícil para os alunos entender o princípio de operação de dispositivos semicondutores como um transistor. No exemplo de um dispositivo de encanamento como uma torneira, tudo se encaixará, pois a base é muito simples de imaginar como uma válvula, o coletor é um orifício aleatório na parte superior da torneira e o emissor é como um orifício de drenagem. Se você abrir a válvula, ou seja, Na base, feche o orifício na parte superior - o coletor - e então um grande fluxo de água fluirá para o orifício de drenagem, ou seja, neste caso, o transistor está no modo ativo.

[#3]

Olá. Eu me formei na faculdade. Eles respondem bem sobre a nossa faculdade, em princípio, dizem que ensinam bem. Mas, mesmo assim, a física da corrente não é clara. Este artigo, muito úmido, não está claro. Agora eu sei as regras, leis, voltagem, diferença de potencial, eletricidade, movimento de elétrons, a lei de Ohm para uma seção do circuito também é familiar. Mas eu não entendo que tipo de elétron eles são, como eles fluem e por quê? Por que, se uma fase é tocada, a corrente passa por você? Se você não tocar em 0, não há corrente na teoria? E se sim, por que puxar zero? Minha cidade está provavelmente a 1000 km da estação de energia mais próxima, por que puxar dois fios, pode ser um, porque um é menor que dois? Estes são os custos. Isso seria escrito, brevemente, sem "torneiras", para que o cereal na minha cabeça nas prateleiras seja simplificado.

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Azat o que é para lhe dizer uma coisa. Sem guindastes, você provavelmente conversou bastante na faculdade, mas tentei entrar de uma direção completamente diferente.

Mas eu posso resolver sua única pergunta. Talvez fique mais claro.

Toque na fase - a corrente passa por você através da fase - estrutura da mão - construção - dispositivo de aterramento mais próximo - circuito condutor zero.Como o circuito é tão complicado, a tensão de toque não será de 220 volts, parte da tensão estará no chão e outras coisas. A propósito, também há meu artigo sobre esse assunto.

Mas os receptores de energia de acordo com esse esquema não podem ser ligados - eles realmente precisam de uma fonte de alimentação de alta qualidade e 220 volts confiáveis.

É por isso que eles puxam o fio zero para dentro do apartamento - a fim de garantir 220 volts na tomada. Portanto, são necessários zero fios.

[#5]

ObrigadaAqui está uma pergunta a menos. Talvez devagar e lide com tudo.

[#6 Dmitry]

Boa tarde

E se você considerar este exemplo: a pressão no tubo caiu, então a pressão da água se tornou menor e a água flui da torneira mais lentamente. Se traduzirmos em quantidades elétricas, a tensão diminuirá e a corrente também diminuirá.

Eu entendi corretamente?

Agradecemos antecipadamente.

[#7 O autor]

Sobre isso e fala. Só é necessário não esquecer que essa analogia tem certos limites. Mas, no nível mais elementar, essa analogia ajuda a "entender a eletricidade".

[#8 Yuri]

Analogia da Água e Eletricidade da Toyota
youtube.com/watch?v=KpcZcbfDK3A

[#9 andy]

A analogia hidráulica de um condensador é um tubo, no qual outro tubo é usado, e uma membrana de borracha é esticada entre eles, por exemplo, um ... um balão. a analogia está quase completa:

1) enquanto a membrana não é esticada (cond. Descarregada), a água pode fluir, a corrente máxima

2) neste caso, nenhuma molécula de água (elétron) passa através da membrana (dielétrica) como tal, mas o movimento da água é sentido no outro extremo do tubo (cond. Transmite corrente alternada)

3) quando a membrana é puxada (cond. Carregada), a corrente praticamente pára, a tensão na membrana (capacitor) é máxima (cond. Mantém uma corrente direta)

4) membrana macia - grande capacidade, estanque - pequena capacidade

5) a membrana rompe - uma quebra no dielétrico

ao monte: um resistor é um filtro de areia, uma bobina é uma roda pesada com lâminas, um transformador (e um diodo), como já foi dito, válvulas etc.

Azat, "zero" é realmente opcional. esse sistema é chamado retorno à terra de fio único (sistema de fio único com retorno através da terra) e era praticado no início da eletricidade. somente a diferença de potencial é necessária para o fluxo atual. simplesmente “zero” da usina é muito melhor (menos resistência) do que, digamos, um balde enterrado no chão, não depende das propriedades do solo etc.