Tengo una pregunta sobre la analogía entre el sistema hidráulico y el sistema eléctrico

Como una preferencia personal, usaría la presión del aire y el flujo de aire y no usaría la hidrología. Hay una buena razón. Los electrones (el portador de carga habitual en la electrónica) se parecen más a un gas que fluye en los cables, que a un líquido. Así que la macro analogía se mantiene más cerca de la micro-realidad, IMHO.

Piense en herramientas neumáticas, compresores de aire, etc. La presión del aire es como el voltaje aquí. El volumen de aire es como la carga y la tasa de volumen de aire es como la corriente aquí.

Los diferentes compresores de aire tienen diferentes presiones de aire que pueden soportar (clasificadas en EE. UU. como PSI o "libras por pulgada cuadrada") y, a menudo, también puede configurar la presión de aire en un valor deseado.

El tanque del compresor de aire es como un condensador. El volumen de aire almacenado en el tanque, bajo cierta presión aplicada en este momento, es como la cantidad de carga que se almacena en el capacitor bajo cierta tensión aplicada. Puede usar aire, y mientras lo hace, la presión en el tanque caerá. De manera similar, a medida que usa la corriente extraída del capacitor, el voltaje también se reducirá.

Un compresor de aire competente se volverá a encender cuando la presión del aire caiga demasiado y suministrará más aire al tanque para mantener la presión especificada. De manera similar, un regulador de voltaje también proporcionará una carga adicional al capacitor para mantener el voltaje en él mientras alimenta un circuito. Al igual que con el compresor de aire, donde la presión del aire varía un poco (hacia arriba y hacia abajo) con el uso, también lo hará el voltaje en la salida de un regulador un poco (hacia arriba y hacia abajo) con el uso.

Las herramientas neumáticas requieren diferentes flujos de aire para funcionar correctamente, especificados en los EE. UU. a menudo como "CFM" o "pies cúbicos por minuto". Algunas herramientas solo requieren pulsos cortos y otras requieren un flujo continuo. De manera similar, algunos circuitos solo requieren pulsos cortos de corriente cuando funcionan por un momento. Y algunos circuitos también requieren un dibujo continuo.

Las herramientas neumáticas también requieren diferentes valores de presión de aire para funcionar correctamente, también. Al igual que los diferentes circuitos requieren diferentes voltajes de operación. Muchas herramientas vendidas en los EE. UU. Tienen una clasificación de 90 PSI. Pero no todos. Y para algunas herramientas neumáticas, no es la presión del aire lo que importa tanto, sino el flujo de aire (como una herramienta que se usa para inflar los neumáticos de su automóvil, donde un flujo lento le permite "rematar" fácilmente el neumático correctamente, sin importar de la presión de aire disponible, siempre que la presión de aire disponible sea mayor que la presión deseada del neumático.)

La cantidad de flujo de aire requerido por una herramienta a su presión de funcionamiento depende de la herramienta, de sí misma, y no del compresor de aire. Al igual que los circuitos donde la corriente requerida a su voltaje de operación depende del circuito y no de la fuente de alimentación. El flujo de aire requerido para un taladro de aire puede ser de 4 CFM. ¡Pero el flujo de aire requerido para el martillo puede ser de 140 CFM! La propia herramienta determina las válvulas, tuberías y mecanismos aplicados, y estos determinan los requisitos de flujo de aire para el trabajo en cuestión. Del mismo modo, los circuitos también incluyen diversos tipos de mecanismos en el interior; y estos determinan los requisitos de flujo actuales necesarios para funcionar correctamente.

Simplemente se debe especificar una fuente de alimentación para un circuito para cumplir con los requisitos de voltaje y corriente, al igual que un compresor de aire para una herramienta neumática debe cumplir los requisitos PSI y CFM de alguna herramienta.

Muchos circuitos pueden admitir cierto rango de voltajes (a veces también bastante estrechos, pero a veces bastante amplios) y cierto rango de corrientes (a veces también estrechos, pero a veces también amplios). Una linterna puede ser un ejemplo donde todavía puede ser útil, incluso si el voltaje y / o la corriente disminuyen en un rango. Un walkie-talkie puede ser un ejemplo donde funciona bien solo cuando el voltaje suministrado por sus baterías está dentro de un rango estrecho.

De lo anterior, creo que también puede ver que necesitaría diámetros de manguera de aire más grandes para un martillo que para una clavadora, para cumplir con el CFM mucho más alto requerido por el martillo. (De manera similar, necesitaría cables más grandes para los circuitos que requieren más corriente). Es posible que cumpla con los requisitos de presión para ese martillo, con una pequeña manguera de aire. Pero tan pronto como trató de usarlo, se daría cuenta rápidamente de que la manguera estrecha restringe la capacidad del compresor de aire para suministrar el flujo de aire requerido. O, de manera similar, incluso con la manguera de aire del tamaño adecuado para el martillo, aún tendrías problemas serios si no tuvieras un compresor de aire que fuera también especificado con una capacidad de CFM lo suficientemente alta para el martillo. (El compresor de aire puede admitir 90 PSI, pero no es compatible con 140 CFM, por ejemplo).

Prefiero el compresor de aire, el flujo de aire, el modelo de consumo de aire. El aire es un gas. Los electrones en los conductores son un gas (a una primera aproximación).

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Pero el flujo no es como la Ley de Ohm considerando que dQ / dt = I y U = I * R (o V = IR)

flujo de orificio

• Caída de presión en un orificio \ $ ∆P = \ frac {GPM (Q) * Sg) ^ 2} {29.81 * d ^ 2 * ∆P} \ $ para flujo en GPM (sistema U.S.) Esto se debe a que el flujo no es lineal en un orificio.
• Puede obtener una ecuación lineal para flujo = área * velocidad, pero ¿es el área de voltaje? no realmente