Наверняка многие знающие электротехнику/электронику сталкивались с проблемой обьяснить по простому чем отличается ток от напряжения.
Вот и я сталкивался и обьяснял все время по моему мнению неудачно.
Совсем недавно ко мне обратился один молодой человек за консультацией по поводу литий-ионных батарей для электро лодочного мотора. Знания у него о токе и напряжении школьные и притом давно забытые.
Мы долго говорили , я показывал упрощенные схемы и тд и тп
И вот тут мне пришла мысль : а ведь он все равно ничего не понял и я так и не смог ему обьяснить про ток и напряжение. А ведь всего лишь и надо привести в пример какую нибудь бытовую аналогию.
Ну к примеру если речь идет о 12 вольт и о токе в 1А и 10А.
Вот я и прикинул , что можно привести аналогию двух водопроводных труб по 12 метров каждая но с разным диаметром - 1 и 10 метров. Мол какая труба больше пропустит воды (тока)
И вроде бы аналогия понятная , НО мне она не понравилась длиной метров (напряжение) Как то тут длина трубы не очень вяжется.
Так вот чего и зачем я тут пишу : а нет ли у Вас какой нибудь яркой аналогии ? Был бы премного благодарен.
Хочу внука начинать приобщать к электронике и чую не обьяснив разницу между током и напряжением я его только запутаю и отобью возможный интерес к этому делу.
Спасибо :)
ps
В скором времени подниму подобную тему по поводу закона сохранения энергии
просто не могу уже смотреть как обывателей обманывают с разного рода обогревателями :)
Комментарии
Ближайший аналог напряжения - давление в трубах, а не их длина.
... А аналог силы тока, если уж на то пошло - не диаметр, а расход (поток) воды.
тогда куда приткнуть диаметр трубы ?
Сопротивление, конечно же. И вообще - "электрическая жидкость" и поехали, аналогии до удивления обширные, вплоть до конденсаторов и индуктивности.
это совсем все запутает :)
Ничего это не запутает. Это самый наглядный пример. Ток, это аналог расхода жидкости. Напряжение, это сила. Трубы различного диаметра - резисторы. Конденсатор, это резиновый шарик в сети, типа расширительного бачка. Индуктивность, это инерционность жидкости в трубах. Если нужна большая инерционность (сосредоточенная), то в трубу включается шестеренчатый насос с маховиками на шестернях - в начальный момент подачи давления их сопротивление бесконечно, а после разгона тормозить их очень трудно. Аналогия по физическим принципам понятная и наглядная.
Я конденсатор представляю как резиновую мембрану поперёк трубы (проводника). Т.е. колебательные движения туда-сюда пропускает, а вот просто ток в одну сторону - фигу.
хм ..интересно
а я бы представил , как успокоитель волны в трубе .... этакий гаситель волн :)
если речь конечно об электролитическом
Само электричество не знает, электролитический это конденсатор или твердотельный. Это человек знает, что если на электролитическом полярность перепутать то будет бум. А в моём детстве всякий щегол знал, что если выковырять из свалки прибор а из него электролитический побольше, потом приделать два провода, вывесить за окно и воткнуть в розетку, то получившемуся салюту порадуются все соседи.
А так - конденсатор пропускает переменный ток до определенного предела, пропорционального емкости конденсатора. Чем мельче колебания, тем легче пропускает. В жидкостной модели это равно тому, что все трубы имеют свою упругость и энергия колебания жидкости рассеиваются во внешнюю среду.
а почему бы тогда не вода определенной амплитуды ?
впрочем это уже за границей темы :)
Сечение провода
в сопротивление.
Сопротивление - это не длина трубы или её диаметр, а пористость канала трубы.
Ошибка в том, что все рассматривают трубу как полый объект. А на самом деле электронная "труба" это
труба заполненная пористым материалом, который и создаёт сопротивление потоку.
То есть если в трубу поместить мочалку, то мы увеличим сопротивление потоку и уменьшим ток через трубу.
Сопротивление - это трение в трубе, умножить на длину трубы, разделить на площадь сечения.
сопротивление как бы к гладкости стен трубы лучше подходит. При одном и том же диаметре и напоре воды разные потери от трения.
Он не нужен. Только путает: тогда провод должен быть толще...
Насос высокого давления (Керхер) - это источник напряжения. А простой погружной насос - это, скорее, источник тока.
Канализационная труба - аналог "ноля" в переменном токе, противоположность фазы. Ток есть, а напряжения никакого...
сопротивление же.
Расход воды напрямую зависит от диаметра трубы. Чем больше диаметр, тем больше расход. И на оборот - через трубу малого сечения много воды не пропихнёшь, даже при наличии высокого давления. Яркий пример - мойки высокого давления.
учел
Если представить, что электронная "труба" - это не прямой аналог пустотелой водопроводной, а проводник типа
древесного ствола, то объяснить, что такое сопротивление становится проще.
Давление подачи воды? Если оно неизменно, то диаметр не играет. И расход не изменится.
Проще всего сравнить с автомагистралью: сила тока (амперы) количество машин, напряжение (вольты) - скорость движения. Синтез того и другого есть количество машин в час проехавших по участку - мощность.
Для "чайников" пойдёт, не вдаваясь в детали
тогда может ширина автострады ?
Ширина автострады это сечение проводника, т.к. если на автостраде нет машин, то и тока нет.
так мы же говорим о гипотетической возможности напряжения и тока , а не о движении электронов ...насколько им будет тесно :)
Можете докрутить пример до своих параметров. Своим детям я это так для начала объяснил и они поняли примерно как что работает, что для большей силы тока надо больший проводник и прочие базовые вещи ))
Ширина автострады и количество её полос - сопротивление. Но. В данном примере (про машины) не обозначен контекст габаритов и грузоподъемности (нагрузка и её переменность) - так шта... Не зачот.
По условиям задачи вам надо ребёнку объяснить суть электротока и его двух основных параметров. Придумали лучше? Делитесь ))
PS И роликов в интернетах про автодороги масса, чтоб наглядно показать
Сопротивление - это качество дороги (асфальт, сухая проселочная, грязь), если на дороге много ям, то поток машин замедляется, а может и вообще остановится.
Толщина/ширина проводника тоже влияет на сопротивление.
еще есть "блондинки" )
Неее.. те вообще не сопротивляются
Зачем мудрить, если отцы-основатели именно гидравлическими аналогиями и пользовались при создании терминов:
Ток, - он и есть поток воды в трубе (расход по современному)
Диаметр трубы, - это и есть диаметр проводника внешней цепи.
Напряжение аккумулятора, - это и есть напряжение (динамическое давление) на входе трубы.
ЭДС холостого хода аккумулятора, - это высота водяного столба на выходе вашего источника воды без подсоединения вашей трубопроводной системы. (То есть при нулевом расходе воды)
Сопротивление проводника, - оно и есть сопротивление трубы потоку воды - меряем разность давлений на концах трубы, и меряем расход на выходе.
Законы ома и киргофа это та же самая гидродинамика для участка трубы и для узла сети, при соблюдении условии неразрывности потока.
А литий в лодку совать с такими знаниями электротехники настоятельно не рекомендую.
Разве что если это будет литийжелезофосфат, в фирменном герметичном кейсе... Да и то..
То же хотел указать. Немного подробнее для вопрошающего: напряжение - это высота, на которой находится бак с водой - чем выше, тем сильнее давит: при неменяющемся сопротивлении трубы сила течения (тока) будет зависеть от исходной высоты (напряжения).
внук тогда спросит : значит при нагрузке в 10А и напряжении 12 вольт диаметр провода не имеет значения ?
В общем случае, с точки зрения электричества, да не имеет, НО при условии если ваш внук сможет такой ток впихнуть в проводник без теплового или механического разрушения этого проводника.
Это также как с трубой, - если в попытке прокачать через неё побольше жидкости поднять давление, - трубу разорвет.
Так и с проводами. У каждого материала и для каждых условий эксплуатации есть своя предельная плотность тока (А/мм2) при котором он не разрушается....
Если не отходить от водной аналогии, то диаметр трубы имеет значение - чем больше диаметр трубы тем большее количество воды она пропустит при той же высоте водяного столба. Об этом выше товарищ уже заметил.
Также и с проводником: алюминиевый проводник без нагрева пропускает 4А/мм2, а медный - 7А/мм2
Выражаться
можно, но в определённом контексте. В данной аналогии выражение неуместно или требует расширения контекста
Ошибка в том, что все представляют водопроводную трубу. Представьте ствол растения. там тоже движется жидкость благодаря давлению. Так вот сопротивление это степень пористости этого ствола.
И если рассматривать аналогию, то при одинаковом сечении ствола, но разной степени пористости среды вы будете иметь разное сопротивление потоку.
И если развивать мысль дальше, то электронная труба - это труба заполненная пористым материалом изменяя пористость материала мы меняем сопротивление потоку. При этом эквивалентная площадь сечения канала трубы может оставаться одинаковой.
Хороший вариант для объяснения разной проводимости у проводников из разных материалов.
Неверно. Я же написал как правильно, зачем исправлять на неправильное, т путать человека?
Высота водяного столба источника воды при отсоединеном трубопроводе, - это ЭДС холостого хода аккумулятора.
Человек внуку объясняет.
По вашему если это внук, то внуку надо объяснять неправильно?
Вот вам объяснили неправильно, и вы до сих пор с этим живёте.
Диаметр - напряжение, напор - сила тока.прямая аналогия.
Поток воды - как раз объем воды проходящий за секунду. Т.е. скорость умножить на площадь сечения трубы.
Вы в своих рассуждениях забыли про емкость батареи - вольт-ампер-часы.
Батарея это бак с водой.
Напряжение - высота расположения бака
Сопротивление - диаметр трубы.
Чтобы был большой ток надо уменьшить сопротивление - увеличить трубу
Но получить большой ток-поток не получится если емкость бака мала, вода провалится в трубу и бак пустой.
Вот как-то так.
Кхм. Трубы разного диаметра подают воду на высоту 12м. Чем выше, тем необходимо больше давления при данном расходе воды. Так что давление дают при высоте подъёма определённый расход. Как напряжение на сопротивлении ток.
Более наглядно - перепад уровней жидкости в ёмкостях на концах трубы.
Учитывая, что скорость эл.тока постоянная, остается только диаметр. А точнее - сечение.
Скорость тока непостоянная.
Особенно у переменного - туда-сюда, туда-сюда.
Страницы