Hidrolik benzetim

Hidrolik benzetim (analoji), elektron hareketlerinin incelenmesi için hidrolik sistemlerin kullanılmasıdır. Elektrik akımı gözle görülemediği için iletkenlerde elektron akışı sıvının boru içindeki akışına benzetilir. Bu benzetimde devre elemanlarına karşılık hidrolik karşılıkları kullanılır.

Su akışı ile benzetimDüzenle

 
Su tesisatı ile elektrik devresi arası benzetme. Su tesisatındaki (1) su seviyesi farklı rezervuarlar, (2) türbin, (3) daralan boru ve (4) vanaya karşılık elektrik tesisatında (1) pil, (2) ampul, (3) direnç ve (4) anahtar var.

Kapalı bir elektrik devresinde elektronları akışı, su akışına benzetilir. Elektrik devresinde elektronların hareketinin sağlanabilmesi için potansiyel fark oluşması gerekir. Buna karşılık sıvının da bir noktadan başka bir noktaya yatay düzlemde akması için basınç farkı olması gerekir.[1] Su tesisatında basınç farkı pompa ile oluşturulur. Böylece elektrik devresindeki batarya, su tesisatındaki pompanın işlevini görür.[2] Su tesisatı için, iki nokta arasındaki basınç farkı ne kadar yüksek olursa, sıvı akışı o kadar hızlı olur. Bu açıdan suyun akış hızı elektrik akımının yüksekliğine benzer. Elektrik yükü ise su miktarıdır.[1][3]

Su tesisatında suyun aktığı çapı görece geniş borular iletken tel olarak düşünülürse, çapı normalden daha dar olan boru direnç işlevi görür.[1]

Elektrik, hidrolik, termal ve mekanik denklemler arasındaki benzerlikler:

tip hidrolik elektrik termal mekanik
nicelik hacim   [m3] elektrik yükü   [C] ısı   [J] momentum   [Ns]
nicelik akışı debi   [m3/s] akım   [A=C/s] ısı aktarımı hızı   [J/s] kuvvet   [N]
akış yoğunluğu hız   [m/s] akım yoğunluğu   [C/(m2·s) = A/m²] ısı akısı   [W/m2] gerilim   [N/m2 = Pa]
potansiyel basınç   [Pa=J/m3=N/m2] elektrik potansiyeli   [V=J/C=W/A] sıcaklık   [K] sürat   [m/s=J/Ns]
lineer model Poiseuille kanunu   Ohm kanunu   Fourier kanunu   süspansiyon  

KaynakçaDüzenle

  1. ^ a b c Elektriğin Temel Esasları (PDF). Elektrik-Elektronik Teknolojisi. Milli Eğitim Bakanlığı. 2011. 31 Mart 2020 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Temmuz 2020. 
  2. ^ Çetin, Levent. "Elektrik - Temel Kavramlar" (PDF). Dokuz Eylül Üniversitesi. 12 Kasım 2011 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Temmuz 2020. 
  3. ^ Basit Elektrik Devreleri (PDF). Tesisat Teknoloji ve İklimlendirme. Milli Eğitim Bakanlığı. 2011. 20 Eylül 2018 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Temmuz 2020.