Закон Ома на примере движения воды в трубах

1.

Шиловский Иван Валерьевич
Педагог дополнительного образования
ГБОУ лицей №533
[email protected]

2.

Итак, какую закономерность мы тут видим? Учитывая,
что сопротивление везде одинаковое, получается что с
увеличением напряжения увеличивается и сила
тока!

3.

Делаем вывод:
При увеличении сопротивления, сила тока,
проходящая через это сопротивление, уменьшается.

4.

Вывод: при увеличении напряжения
увеличивается и сила тока.

5.

Значит, диаметр отверстия очень много значит для потока жидкости. Диаметр
отверстия в данном случае и есть поперечное сечение трубы, так ведь? А что будет, если
мы в отверстие, которое просверлили в башне, всунем стометровую трубу. Думаю, ни
для кого не будет секретом, что выходящий поток воды из трубы будет меньше, чем
сразу из отверстия башни. Почему так происходит? Дело все в том, что вода трется об
стенки трубы. То есть стенки трубы создают сопротивление потоку воды. Поэтому, чем
длиннее труба, тем больше будет сопротивление потоку на выходе трубы. А чем больше
сопротивление, тем меньше давление, читаем как напряжение.

6.

Разумеется через чистую трубу поток воды будет проходить
лучше, чем через грязную. То же самое можно сказать и про
провода. Различные металлы обладают различной
проводимостью.

7.

Все это формулой будет выглядеть вот так:

8.

Когда электрический ток проходит через резистор, то в цепи
начинает меняться сила тока.

9.

которая меняет свое сопротивления в зависимости
от того, насколько приоткрыта заслонка.
Допустим, у нас есть давление в трубе, но заслонка
полностью закрыта. В данном случае поток воды
стоит на месте и вода никуда не течет.
Следовательно, сила потока в трубе
равняется нулю. Но как только мы чуток
приоткроем заслонку, у нас появится
движение воды, что в свою очередь
вызовет поток воды. Нетрудно
догадаться, что чем больше мы
открываем заслонку, тем сильнее
становится поток воды. При полностью
открытой заслонке сила потока воды
будет максимальной.

10.

Теперь давайте разберем
вот еще какой нюанс. При
полностью закрытой
задвижке у нас на
заслонку создавалось
полное давление воды.
При этом потока воды нет.
Оно и понятно, заслонка
то не пускает течь воду,
хотя вода под давлением.
Но что произойдет,
когда мы чуток откроем
заслонку? Уменьшится
ли давление на саму
заслонку? Разумеется.
Так как площадь
сопротивления
заслонки стала меньше.
Но также началось и
самое интересное.
Возникла движуха воды.

11.

Думаю, в идеальном случае можно сказать что никакого. В реальном
случае очень-очень слабое давление будет оказываться на площадь
заслонки, так как она расположена параллельно потоку воды.
А теперь еще один вот такой интересный вопрос: а от чего будет еще
зависеть давление на заслонку? От силы потока! А сила потока от
чего? От давления!

12.

Классическая гидравлика, по идее ничего сложного. А теперь давайте применим все это к
электронике ;-)
Начнем с азов. Труба – проводок. Напряжение – давление в системе. Молекулы воды – электроны.
Сила тока – количество молекул воды, которое прошло через поперечное сечение трубы за 1 секунду.
И… ЗАСЛОНКА! Что она делает? Оказывает СОПРОТИВЛЕНИЕ потоку воды. Значит, заслонка – это
сопротивление. Полностью закрытая заслонка – очень большое сопротивление (можно сказать
обрыв), заслонка параллельно потоку воды, очень маленькое сопротивление (можно сказать 0 Ом).
Но теперь ВНИМАНИЕ! Площадь заслонки, на которую оказывается давление – это что?
Напряжение! И когда давление на заслонке больше всего? Тогда, когда она полностью закрыта ;-).
Полностью закрытая заслонка – это сопротивление с бесконечно большим номиналом
сопротивления. А когда на заслонку оказывается минимальное давление? Тогда, когда она встает
параллельно потоку воды ;-). То есть в этом случае ее сопротивление почти 0 Ом.
Получается, в электронике, как и в гидравлике, у нас на сопротивлении ПАДАЕТ НАПРЯЖЕНИЕ.
Чем больше значение сопротивления, тем больше падает напряжение на этом сопротивлении, и
наоборот.
И теперь еще один важный момент. От чего зависит давление на заслонку? От давления в системе, а
также от силы потока. Но опять же, чтобы вызвать силу потока, надо заслонку ставить как можно
параллельней потоку воды. То есть мы уменьшаем сопротивление и одновременно увеличиваем силу
тока. Получается, все эти три параметра, напряжение, сила тока и сопротивление, взаимосвязаны.

13.

I=U/R