Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Электрическая энергия в быту и на производстве » Интересные факты » Электропроводка и трубопровод: аналогии и различия
Количество просмотров: 35107
Комментарии к статье: 11


Электропроводка и трубопровод: аналогии и различия


Электропроводка и трубопровод: аналогии и различияБудучи электриком, часто сталкиваешься с тем, что вполне здоровые и развитые как физически, так и умственно люди испытывают состояние благоговейного ужаса перед электричеством. При этом, скажем, устройство водопровода и канализации не кажется им очень уж сложным.

Еще бы: бежит себе вода по трубам под давлением, а по трубам большего диаметра отводится в канализацию – все «проще пареной репы». Просто жаль таких людей, с тревогой поглядывающих на источающую искры розетку и ожидающих электрика, который бы произвел ее замену.

И раз уж многим людям, испытывающим страх перед электричеством, водопровод кажется устроенным более просто, то приведем некоторые физические аналогии между электрическим током и течением воды.

В каком направлении бежит вода? – Из точки с большим давлением - в точку с меньшим. Между точками с одинаковым давлением на стенки трубы течения воды не будет. Но ведь и электрический ток ведет себя также: он возникает между точками проводника, имеющими разное значение электрического потенциала. Аналогия проста: труба схожа с проводником, поток воды – с электрическим током, а давление в трубопроводе – с электрическим потенциалом.

Основываясь на этих аналогиях, мы можем подобрать своеобразные «альтер эго» некоторых бытовых электротехнических устройств и явлений. Эти «вторые Я» будут относиться к сантехнике и водопроводу.

Возьмем, к примеру, электрический выключатель. Что он делает? – Соединяет и разъединяет два провода, причем один из них «фаза», и по нему приходит ток, а второй провод идет к нагрузке. Нулевые провода к выключателю не подключаются.

трубопроводАналогами для электрических выключателей среди трубопроводной арматуры будут задвижки на холодной и горячей воде на вводе в квартиру. Эти задвижки, или вентили, как правило, находятся в одном из состояний: «выключено» или «включено», собственного сопротивления они не имеют, и предназначение их состоит в подаче воды потребителю. А любой выключатель точно также подает потребителю (например, светильнику) электрический ток. Аналогия очевидна.

Чтобы найти аналог для штепсельной розетки, придется немного проявить фантазию. В розетку приходят два провода, и они не имеют между собой контакта. Еще бы, ведь это «фаза» и «ноль», о последствиях непосредственного соединения которых, думаю, рассказывать нет необходимости. Тока в розетке нет, если не включен потребитель. А когда потребитель включен, ток определяется его сопротивлением.

Что же является «фазой» для водопровода? Это, конечно, тонкая подводная труба, находящаяся под давлением. Рабочим «нулем» является отводная канализационная труба. Отличие от электропроводки здесь в том, что для воды вся окружающая среда является проводником, поэтому «фазный проводник» всегда нуждается в дополнительных запирающих устройствах (дросселях). В сантехнике эти дроссели можно звать кранами, и в закрытом состоянии они полностью берут на себя все давление (читай: напряжение), не допуская утечек.

Аналогия электричества с жидкостью

В розетке, конечно, дроссели не ставят, а в остальном они очень похожи на кран, установленный над раковиной. Потребителем может быть, к примеру, стиральная машинка, заливной шланг которой подключен к гусаку, а сливной – направлен в раковину. Открываем кран на полную – его сопротивление падает практически до нуля, но короткого замыкания нет, потому что есть сопротивление машинки.

Кстати, короткое замыкание в водопроводе, – какое оно? Открываем кран над раковиной полностью, отключив вышеупомянутую машинку, и наблюдаем. Вода шумит и брызжется, и, возможно, даже раковина не справляется с прибывающим потоком. Но, все же, это не так впечатляюще, как электрическое короткое замыкание, буквально все сметающее на своем пути. Это означает, что водопровод более стоек к своим коротким замыканиям, и они для него являются рабочим режимом. Поэтому водопровод не оснащается «максимально-токовой защитой».

Конечно, приведенные аналогии весьма условны, и, в частности, никак не учитывают существование электромагнитных полей. Да и в электронику лезть с «водопроводными» представлениями об электрическом токе не стоит. Но на минимальном бытовом уровне сравнение с водопроводом может быть популярным и полезным.

Александр Молоков

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » Интересные факты

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика 



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Вода и электрический ток
  • Как подключить посудомоечную машину к электрической сети
  • Как самостоятельно подключить электропечь и стиральную машину
  • Выбираем, устанавливаем и подключаем электрический водонагреватель своими р ...
  • Напряжение, сопротивление, ток и мощность - основные электрические величины
  • Что такое электрический ток
  • Как сделать так, чтобы стиральная машина не билась током
  • Реле давления РМ-5
  • Две фазы в вашей розетке 220 вольт? Это более реально, чем вы думаете
  • Системы уравнивания потенциалов
  • Категория: Электрическая энергия в быту и на производстве » Интересные факты

      Комментарии:

    #1 написал: knotik |

    сам частенько проводил в голове такие аналогии)) во многом вода и эл.ток похожи , основная "похожесть" - и то и другое это направленный поток частиц, в одном случае это электроны в кристаллической решётке проводника, в другом случае это молекулы воды в трубопроводе.
     Основное отличие это конечно СКОРОСТЬ, в отличии от воды скорость эффекта от эл.тока мгновенный! (практически))
    Например конденсаторы можно представить в виде пустой ёмкости которую заполняют водой от источника, постепенно в зависимости от диаметра впускного отверстия (сопротивления R), и опусташается она через выпускное отверстие со скоростью пропорциональной его диаметру)))
    Практически для каждого элемента электрической цепи можно придумать подобные аналогии.
     НО!!! естественно что руководствуясь одними этими аналогиями в розетку лезть не стоит)))

      Комментарии:

    #2 написал: анатолий |

    Очень часто сам пользуюсь такими аналогиями. Например учащимся иногда трудно понять принцип работы таких полупроводниковых приборов как транзистор. На примере такого сантехнического устройтства как кран - все станогвится на свои места, так как базу очень просто представить как вентиль, коллектор - случайное отверстие в верху крана, а эмиттер как сливное отверстие. Если открыть вентиль т.е. базу заткнуть отверстие вверху - коллектор - то в сливное отверстие потечет большой поток воды, т.е. в данном случае транзистор работает в режиме активном.

      Комментарии:

    #3 написал: Azat |

    Здравствуйте. Закончил я техникум. Отзываются неплохо о нашем техникуме, в принципе говорят неплохо учат. Но все равно не понятно физика тока. Данная статья тоже, сыровата, не понятно. Я вот знаю, правила, законы, напряжение разность потенциалов, электричество движение электронов, закон Ома для участка цепи тоже знаком. Но понять вот не понимаю, что это за электроны, как они текут и почему? Почему если до фазы дотронутся ток пойдет через тебя? Если ты до 0 не дотрагиваешься цепи нет по идее? А если есть, зачем тянуть тогда ноль? Мой город находится наверное в 1000км от ближайшей электростанции, зачем тянуть два провода, можно же один, ведь один меньше чем два? Это же затраты. Вот бы написали, кратко, без "кранов" чтобы каша в голове по полкам упорядочилась.

      Комментарии:

    #4 написал: Автор |

    Azat, что же Вам такое рассказать-то. Без кранов Вам в техникуме наверняка много говорили, а я просто попытался зайти совсем с другой стороны.

    Но один ваш вопрос я разрешить могу. Может, яснее станет.

    Дотрагиваетесь до фазы - ток идет через вас по цепи "фаза"-рука-пол-конструкции здания-ближайшее заземляющее устройство-нулевой проводник". Поскольку цепь такая сложная, то напряжение прикосновения будет не 220 вольт, часть напряжения придется на пол и прочие дела. Есть здесь, кстати, статья тоже моя на эту тему.

    Но электроприемники по такой схеме включать нельзя - им ведь нужно качественное электропитание, надежные 220 вольт.

    Вот поэтому и тянут нулевой провод в квартиру - чтобы гарантированно иметь в розетке 220 вольт. Потому и нужны нулевые провода.

      Комментарии:

    #5 написал: Azat |

    Спасибо. Вот на один вопрос меньше. Может так потихоньку и разберусь со всем.

      Комментарии:

    #6 написал: Дмитрий |

    Добрый день!

    А если рассмотреть вот такой пример: давление в трубе упало, соответственно напор води стал меньше, и вода течет с крана медленнее.  Если перевести на электрические величины, то напряжение уменьшилось, и ток тоже уменьшился.

    Правильно я понял?

    Заранее спасибо.

      Комментарии:

    #7 написал: Автор |

    Об том и речь. Надо только не забывать, что эта аналогия имеет определенные границы. Но на самом элементарном уровне такая аналогия помогает "понять электричество".

      Комментарии:

    #8 написал: Юрий |

    Аналогия воды и электричества от компании Toyota
    youtube.com/watch?v=KpcZcbfDK3A 

      Комментарии:

    #9 написал: andy |

    Гидравлическая аналогия конденсатора - трубка, на которую одета другая трубка, а между ними натянута резиновая мембрана, например, эм... воздушный шарик. аналогия почти полная:

    1) пока мембрана не натянута (конд. разряжен) вода может течь, ток максимален

    2) при этом ни одна молекула воды (электрон) не проходит через мембрану (диэлектрик) как таковая, но движение воды тем не менее чуствуется на другом конце трубки (конд. пропускает переменный ток)

    3) когда мембрана натягивается (конд. заряжен), ток практически прекращается, напряжение на мембране (конденсаторе) максимально (конд.задерживает постоянный ток)

    4) мягкая мембрана - большая емкость, тугая - малая емкость

    5) мембрана рвется - пробой в диэлектрике

    до кучи: резистор - песочный фильтр, катушка - тяжелое колесо с лопастями, транзюк (и диод), как уже сказали - клапаны и т.д.

    Azat-у, "ноль" действительно необязателен. такая система называется single wire earth return (однопроводная система с возвратом через землю) и практиковалось на заре электричества. для течения тока нужна лишь разность потенциалов. просто "ноль" от электростанции куда качественнее (меньше сопротивление) чем, скажем, закопанное в землю ведро, не зависит от свойств почвы и т.п.

      Комментарии:

    #10 написал: Атос |

    В каком направлении бежит вода? – Из точки с большим давлением - в точку с меньшим.

    Это заблуждение. В сисеме Отопления и ГВС домов с верхней подачей  вода течёт от МАЛЕНЬКОГО давления наверху к БОЛЬШОМУ внизу.

      Комментарии:

    #11 написал: Александр Васильевич Фатьянов |

    Вода при открытом кране хлещет быстрее-значит и по трубе течет быстрее, а давление насос поддерживает. чем больше давление-тем сильнее хлещет. ток никуда не идет-если контакта нет--вентиль закрыт и никуда не пойдет если напругу или давление увеличивать--пока не лопнет-или  пробьёт..дурацкая аналогия рушится при сверхпроводимости---напряжение(то бишь давление) падает до нуля, а ток только растет, с обычным проводником-повышая напряжение--ток падает, все с точностью до наоборот! а ток то носитель типа молекул воды, а кран-типа очень хорошее сопротивление. чем  больше откроешь--тем больше скорость при постоянном давлении.
    вывод: физмат! мозги не стоит пудрить, мозги надо научить думать, скорость зависит от сопротивления! любая--а это значит, что константой не является!
    бери длинный сверхпроводник-туда импульс и сравнивай скорость тока в нем и в проводнике-проще пареной репы без пудрежа мозгов левыми аналогиями и долбанной теорией-вся на противоречиях.

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.