Konyha nyelven mit mér a volt, az amper, a watt és a volt?

Volt = feszültség

Amper = áram

Watt = teljesítmény (alapesetben az előbbi kettő szorzata)

Ohm = ellenállás

Folyó analógiájában: volt: a lejtő esése, ami a mozgási energiát adja a víznek

amper: a lezúduló víz mennyisége

watt: pl. a lezúduló víz által végzett munka

ohm: pl. a folyó keresztmetszete, ill. szélessége, vagy a víz útjában álló zátonyok

Leegyszerűsítve a kérdést így néznek ki ezek a mennyiségek.

Itt egy ábra.

[link]

- A hasonlatban a feszültség a vízoszlop magassága [Volt].

- Az áram a víz átáramló mennyisége egy adott keresztmetszeten [Amper].

- Az ellenállás kb. a cső átmérője, vagyis hogy mekkora akadályt jelent a víznek.

- Ha mondjuk az aljára egy vízkereket tennénk, ami dörzstárcsákkal hőt termel, akkor az összes hőmennyiség lenne a munka, amit a víz végez [Joule].

- Az időegység alatti munka, tehát pl. hogy a tárcsák mennyire melegszenek fel, vagy mondjuk egy rosszul szigetelt házat mennyire fűtenének fel, az a teljesítmény [Watt].

Konyhanyelven feltaláltuk az elektromosságot. Tudod, a villanyt, ami megráz, ha a konnektorban nyúlkálsz egy vasdróttal.

Na most, a villany egy áramlás, elektronoké, de ez most nem számít. Ha pedig valami áramlik, akkor annak lehet ereje. Tudod, ami elsodor, mint az erősen áramló víz ereje. A villanynál ezt az erőt feszültségnek nevezzük, és a nagyságára a Volt nevű mértékegységet használjuk.

Aztán ha áramlik, akkor annak van sebessége is. Ez azt jelenti, hogy valahogy vizsgálni tudod, egy ponton egy pillanatban mennyi megy át. Ha víz,akkor az a liter, ha meg az áram (elektron), akkor pedig az Amper. Ez a mértékegysége.

Igen ám, de ha például elsodor, abban munka van. Téged elsodor, a sziklát nem. Látható, hogy nem mindegy a teljesítmény. A villanynál is lehet mérni, hogy időegység alatt mennyi áramlik egy adott ponton (felületen) át, és ezt a mennyiséget a Watt nevű mértékegységgel mérjük, és teljesítménynek, munkavégző képességnek nevezzük.

Ja és az Ohm. Biztosan észrevetted, hogy a folyók sebessége nem egyforma, ahol sok a kő, szűk a part, sok a kanyar, vagy éppen szép egyenes, egyenletes, ott mások a körülmények. Na ezt a különbözőséget az adott vezető (folyóágy vagy a villannál a drót) ellenállásának nevezzük. Ez azt jelenti, hogy az az áramló valami nem csak úgy parttalanul áramolhat, hanem annak vezetőnek egy rá jellemző tulajdonsága, ellenállása van, amivel kicsit visszatartja az áramlás mennyiségét. Nagy erővel akár teljesen visszatarthatja, folyónál ilyen a gát vagy zsilip, villanynál pedig a szigetelő. Vagyis az anyagoknak, ahol az a valami áramlik, van egy ellenállásuk, amit a villanynál az Ohm nevű mértékkel mérünk.

Azt még érdemes megemlíteni, hogy a villany ereje (feszültsége), sebessége (áram), és a vezető ellenállása között van összefüggés, tehát felírhatjuk ezt egyenlet formájában, és ekkor megkapod az Ohm törvény különböző alakjait. De az is nyilvánvaló, ha valaminek nagyobb az ereje, gyorsabban áramlik, akkor több munkát végezhet, ezért az áram (Amper), a feszültség Volt) és a teljesítmény (Watt) között is van összefüggés, ezt is felírhatjuk egyenlet formájában.

Még azt is érdemes tudni, az itt leírtak a konyhanyelv. Rendkívül rossz hatékonyságú. Ezért a szakemberek kitalálták a szakzsargont. Aki megtanulta azt a szakmát, érti. Ahogy ha valaki megtanulta a franciát, jól elboldogul Franciaországban. És ahogy a francia utálja, ha a nyelvét csúnyán beszélik, ezért a jó szakember is utálja a rossz hatékonyságú és sok tekintetben hibás konyhanyelvet. De a jó szakember belátja, hogy arra is van szükség.

És ha ebből annyit megértettél, hogy óvatosan kell bánni az elektromossággal, akkor én már nyertem. Remélem, te is.

#4 voltam, annyit tennék hozzá, hogy a feszültségre a vízoszlop magassága helyett a víznyomást is használhatod.

Tehát ha mondjuk van egy csap, ami épp el van zárva, akkor a csőben lévő nyomás a feszültség, a csap pedig végtelen ellenállású, vagyis nem folyik víz. Ha kinyitod a csapot (csökkented az ellenállást egy áramkörben, vagy pl. bekapcsolsz egy kapcsolót), akkor víz indul meg a nyomás hatására, vagy áram indul meg a feszültség hatására.

További érdekesség, hogy ha az áramló víz egy szűkebb csőszakaszon, mondjuk félig elzárt csapon folyik át, akkor a csap utáni nyomás lecsökken, tehát az előtte és mögötte lévő víz nyomáskülönbsége megnő. Ugyanígy egy áramkörben is ha egy (nem nulla) ellenálláson áram folyik, akkor feszültség is esik rajta, vagyis a két végén az ellenállás értékével arányos feszültség mérhető.

- Teljesen nyitott csap: nincs nyomáskülönbség viszont maximális áram,

- elzárt csap: maximális a nyomáskülönbség, de nulla áram.

Egy még hétköznapibb analógia. (Lehet itt-ott sántít, de annyiban jó, hogy kvázi majdnem ugyanaz történik az analógiában az emberekkel, mint a vezetékben a töltésekkel.)

A feszültség (aminek a mértékegysége a Volt), azt reprezentálja, hogy a két pont között mekkora munkát kell végezni, hogy egy töltés eljusson az egyik pontból a másikba. Ha emberekkel akarnám reprezentálni, kicsit olyan, mint a koncert együttesének az ismertsége, felkapottsága. Minél ismertebb egy együttes, annál inkább ösztönzi a tömeget, hogy elmenjenek a koncertre.

Az áram (amper) azt reprezentálja, hogy mennyi töltés jut át egy adott keresztmetszeten egységnyi idő alatt. Ha emberekkel kellene reprezentálni, azt mondja meg, hogy másodpercenként hány ember lépi át a kaput.

Az ellenállás az egy adott dologra jellemző állandó érték (egyenáram esetén). Minél nagyobb a feszültség, annál nagyobb áramerősség lép fel az adott ellenálláson. A kettő hányadosa állandó. Ha emberekkel reprezentáljuk, akkor azt fejezi ki, hogy egy adott ajtón egy adott elszántsággal rendelkező tömegből hány ember jut át. Ha kevésbé ismert együttes koncertjéről van szó, kevesebben mennek át a kapun egy másodperc alatt. Ha felkapott együttesről van szó, akkor az emberek egymást taposva próbálnak bejutni a koncertre. Nyilván egy nagy kapunak kicsi az ellenállása, ugyanazon együttes esetén többen jutnak át. Ha nagyobb a kapu ellenállása – kisebb kapuról, vagy csak egy ajtóról van szó –, akkor kevesebb embert tud átereszteni ugyanolyan elszántságú emberek esetén.

A munka (watt) reprezentálja a feszültség és az áramerősség szorzatát, azaz a tényleges munkát, amit a töltések végeznek. Ha emberekkel kellene reprezentálni, akkor ez az egységnyi idő alatti koncertbevételnek felel meg. Ha kétszer olyan ismert együttes, akkor kétszer annyi ember tódul át a kapunk adott idő alatt, így az adott idő alatti bevétel a négyszerese lesz. (Lásd: P=U*I)

~ ~ ~

Innen jönnek pl. a kapcsolások összefüggése.

Soros kapcsolás esetén olyan, mintha lenne egy nagy kapu, meg egy kis ajtó egymás után. Nyilván a tömegnek mindkettőn át kell haladnia, így az átmenő emberek száma azonos lesz (a sorosan kapcsolt ellenállásokon ugyanakkora az áramerősség). A feszültség meg eloszlik. Nyilván a koncertre való bejutás motivációja az előtérbe való bejutás motivációjának és a előtérből a koncertterületre való bejutás motivációjának az összege.

Párhuzamos kapcsolás esetén olyan, mintha két kapu lenne. A motiváció ugyanaz mindkét kapu esetén (a feszültség a párhuzamosan kötött ellenállásokon ugyanannyi). Az áram meg összeadódik, nyilván összeadódik az egyik, meg a másik kapunk egységnyi idő alatt áthaladó emberek száma.

Igen, mondjuk a munkára jó példa lehet, hogy a bejáratnál a rozsdás, nehezen mozgó forgóajtót hányszor forgatják körbe. Ez függ a hajtóerőtől (feszültség) és az áramlás sebességétől (áram) is.

Ebben az esetben a munka [J] lesz az összes forgatás az ajtón, a teljesítmény [W] pedig a forgatás sebessége, tehát pl. hogy percenként hányszor forgatják meg. (?)