Câblage et tuyauterie: analogies et différences

En tant qu'électricien, on rencontre souvent le fait que des personnes en parfaite santé et développées à la fois physiquement et mentalement éprouvent un état de respect de l'électricité. Dans le même temps, disons, l'installation de l'approvisionnement en eau et des eaux usées ne leur semble pas très compliquée.

Pourtant: l'eau coule à travers des tuyaux sous pression, et à travers des tuyaux de plus grand diamètre, elle est détournée vers l'égout - tout est «plus facile qu'un navet cuit à la vapeur». C'est juste dommage pour les gens qui regardent avec inquiétude une sortie étincelante et attendent électriciencela l'aurait remplacé.

Et comme pour beaucoup de gens qui ont peur de l'électricité, le système d'alimentation en eau semble être organisé plus simplement, alors nous donnerons quelques analogies physiques entre le courant électrique et le débit de l'eau.

Dans quelle direction l'eau coule-t-elle? - D'un point avec plus de pression - à un point avec moins. Entre les points avec la même pression sur la paroi du tuyau, il n'y aura pas d'écoulement d'eau. Mais après tout, le courant électrique se comporte également: il se produit entre les points du conducteur, qui ont des valeurs différentes du potentiel électrique. L'analogie est simple: le tuyau est similaire à un conducteur, le débit d'eau est similaire au courant électrique et la pression dans la canalisation est similaire au potentiel électrique.

Sur la base de ces analogies, nous pouvons saisir le "alter ego" particulier de certains appareils et phénomènes électriques domestiques. Ces «seconds moi» feront référence à la plomberie et à l'eau courante.

Prenons, par exemple, un interrupteur électrique. Que fait-il? - Connecte et déconnecte deux fils, l'un d'eux étant une "phase", et le courant le traverse, et le deuxième fil va à la charge. Les fils zéro ne sont pas connectés au commutateur.

Les analogues des interrupteurs électriques parmi les vannes des pipelines seront des vannes pour l'eau froide et chaude à l'entrée de l'appartement. Ces vannes, ou vannes, en règle générale, sont dans l'un des états: "off" ou "on", elles n'ont pas leur propre résistance, et leur but est de fournir de l'eau au consommateur. Et tout interrupteur fournit tout aussi bien au consommateur (par exemple une lampe) un courant électrique. L'analogie est évidente.

Pour trouver un analogue pour une prise, il faut faire preuve d'un peu d'imagination. Deux fils entrent dans la prise et ils n'ont pas de contact l'un avec l'autre. C'est quand même une «phase» et un «zéro», je pense qu'il n'est pas nécessaire de parler des conséquences d'une connexion directe. Il n'y a pas de courant dans la prise si le consommateur n'est pas sous tension. Et lorsque le consommateur est allumé, le courant est déterminé par sa résistance.

Quelle est la «phase» de l'approvisionnement en eau? Il s'agit bien sûr d'un mince tuyau sous-marin sous pression. Le «zéro» de travail est le tuyau de drainage. Différence de câblage électrique ici, pour l'eau, tout l'environnement est conducteur, donc le "conducteur de phase" a toujours besoin de dispositifs de verrouillage supplémentaires (selfs). En plomberie, ces étranglements peuvent être appelés robinets, et lorsqu'ils sont fermés, ils prennent complètement toute la pression (lire: tension), évitant les fuites.

Bien sûr, ils ne mettent pas d'étranglement dans la douille, mais sinon ils sont très similaires au robinet installé au-dessus de l'évier. Un consommateur peut être, par exemple, une machine à laver, dont le tuyau d'arrivée est connecté au jars, et le drain est dirigé dans l'évier. Nous ouvrons le robinet à fond - sa résistance tombe à presque zéro, mais il n'y a pas de court-circuit, car il y a la résistance de la machine.

Au fait, un court-circuit dans l'approvisionnement en eau - qu'est-ce que c'est? Nous ouvrons complètement le robinet au-dessus de l'évier, éteignant la machine susmentionnée et observons. L'eau gronde et éclabousse, et peut-être même l'évier ne résiste pas au flux entrant. Mais, néanmoins, il n'est pas aussi impressionnant qu'un court-circuit électrique, balayant littéralement tout sur son passage.Cela signifie que l'approvisionnement en eau est plus résistant à ses courts-circuits, et ils en sont le mode de fonctionnement. Par conséquent, le système d'alimentation en eau n'est pas équipé d'une «protection contre les surintensités».

Bien entendu, les analogies ci-dessus sont très arbitraires et, en particulier, ne prennent pas en compte l'existence de champs électromagnétiques. Oui, et monter dans l'électronique avec des idées de "plomberie" sur le courant électrique n'en vaut pas la peine. Mais au niveau minimum des ménages, une comparaison avec l'approvisionnement en eau peut être populaire et utile.

Alexander Molokov

Comments

[#1 knotik]

lui-même a souvent fait de telles analogies dans sa tête)) à bien des égards, l'eau et le courant électrique sont similaires, la principale "similitude" est à la fois un flux dirigé de particules, dans un cas ce sont des électrons dans le réseau cristallin d'un conducteur, dans un autre cas ce sont des molécules d'eau dans un pipeline .
La principale différence est bien sûr la VITESSE, contrairement à l'eau, la vitesse de l'effet du courant électrique est instantanée! (pratiquement))
Par exemple, les condensateurs peuvent être représentés comme un réservoir vide qui est rempli d'eau de la source, en fonction progressivement du diamètre de l'entrée (résistance R), et il est vidé par la sortie à une vitesse proportionnelle à son diamètre)))
Pour presque tous les éléments du circuit électrique, vous pouvez trouver des analogies similaires.
MAIS !!! Naturellement, guidé par ces seules analogies, vous ne devez pas monter dans la prise)))

[#2 anatolie]

Très souvent, j'utilise de telles analogies. Par exemple, il est parfois difficile pour les élèves de comprendre le principe de fonctionnement de tels dispositifs semi-conducteurs comme un transistor. Sur l'exemple d'un tel appareil de plomberie comme un robinet, tout se mettra en place, car la base est très simple à imaginer comme une valve, le collecteur est un trou aléatoire dans le haut du robinet, et l'émetteur est comme un trou de vidange. Si vous ouvrez la vanne, c'est-à-dire boucher la base du trou en haut - le collecteur - puis un grand jet d'eau s'écoulera dans le trou de vidange, c'est-à-dire dans ce cas, le transistor est en mode actif.

[#3]

Bonjour J'ai obtenu mon diplôme universitaire. Ils répondent bien à propos de notre collège, en principe, ils disent qu'ils enseignent bien. Mais tout de même, la physique du courant n'est pas claire. Cet article, trop humide, n'est pas clair. Je connais maintenant les règles, les lois, la tension, la différence de potentiel, l'électricité, le mouvement des électrons, la loi d'Ohm pour une section du circuit est également familière. Mais je ne comprends pas quel genre d'électrons ils sont, comment ils s'écoulent et pourquoi? Pourquoi, si la phase touche la phase, le courant vous traverse? Si vous ne touchez pas 0, il n'y a pas de chaîne en théorie? Et si oui, pourquoi tirer zéro? Ma ville est probablement à 1000 km de la centrale électrique la plus proche, pourquoi tirer deux fils, peut-on en faire un, car on est moins de deux? Ce sont des coûts. Cela serait écrit, brièvement, sans "robinets" pour que les céréales dans ma tête sur les étagères soient rationalisées.

[#4]

Azat qu'est-ce que c'est pour vous dire quelque chose. Sans grues, vous avez probablement beaucoup parlé au collège, mais j'ai juste essayé de venir d'une direction complètement différente.

Mais je peux résoudre votre seule question. Cela deviendra peut-être plus clair.

Touchez la phase - le courant passe par vous à travers la phase - main - plancher - structure du bâtiment - dispositif de mise à la terre le plus proche - circuit à conducteur zéro.Comme le circuit est si compliqué, la tension de contact ne sera pas de 220 volts, une partie de la tension sera au sol et d'autres choses Soit dit en passant, mon article sur ce sujet aussi.

Mais les récepteurs d'alimentation selon ce schéma ne peuvent pas être allumés - ils ont vraiment besoin d'une alimentation électrique de haute qualité, fiable de 220 volts.

C'est pourquoi ils tirent le fil zéro dans l'appartement - afin d'avoir la garantie d'avoir 220 volts dans la prise. Par conséquent, aucun fil n'est nécessaire.

[#5]

Je vous remercieVoici une question de moins. Peut-être si lentement et gérer tout.

[#6 Dmitry]

Bon après-midi

Et si vous considérez cet exemple: la pression dans le tuyau a chuté, la pression de l'eau est donc devenue plus faible et l'eau s'écoule du robinet plus lentement. Si nous traduisons en quantités électriques, la tension a diminué et le courant a également diminué.

Dois-je bien comprendre?

Merci d'avance.

[#7 L'auteur]

À ce sujet et discours. Il suffit de ne pas oublier que cette analogie a certaines limites. Mais au niveau le plus élémentaire, une telle analogie aide à «comprendre l'électricité».

[#8 Yuri]

Analogie de l'eau et de l'électricité de Toyota
youtube.com/watch?v=KpcZcbfDK3A

[#9 andy]

L'analogie hydraulique d'un condenseur est un tube, sur lequel un autre tube est porté, et une membrane en caoutchouc est tendue entre eux, par exemple, euh ... un ballon. l'analogie est presque terminée:

1) pendant que la membrane n'est pas étirée (cond. Déchargée), de l'eau peut s'écouler, le courant maximum

2) dans ce cas, aucune molécule d'eau (électron) ne traverse la membrane (diélectrique) en tant que telle, mais le mouvement de l'eau se fait néanmoins sentir à l'autre extrémité du tube (cond. Transmet un courant alternatif)

3) lorsque la membrane est tirée (cond. Chargée), le courant s'arrête pratiquement, la tension sur la membrane (condensateur) est maximale (cond. Détient un courant continu)

4) membrane souple - grande capacité, étanche - petite capacité

5) La membrane se brise - une rupture du diélectrique

au tas: une résistance est un filtre à sable, une bobine est une roue lourde avec des pales, un transformateur (et une diode), comme déjà dit, des valves, etc.

Azat, "zéro" est vraiment facultatif. un tel système est appelé un retour de terre monofilaire (système monofilaire avec retour à travers la terre) et était pratiqué à l'aube de l'électricité. seule la différence de potentiel est nécessaire pour le flux de courant. simplement «zéro» de la centrale électrique est beaucoup mieux (moins de résistance) que, disons, un seau enfoui dans le sol, ne dépend pas des propriétés du sol, etc.