[Zdzichoslaw]

Coś mnie tknęło - poruszyło z rana - i postanowiłem że rok zakończę miłym prezentem dla wszystkich zainteresowanych elektrotechniką. Nie elektroniką - tego jest mnóstwo. Elektrotechniką! Chcę pokazać jej praktyczną stronę - a nie teoretyczną. Teraz na uczelniach i w technikach tłucze się definicje i wzory, ale niestety nie tłumaczy się jak dana rzecz DZIAŁA i o co w niej chodzi. Wzory są ważne - ale gdy nie zapomina się o zasadzie działania rzeczy opisywanej wzorem. A to jest niezwykle praktyczna dziedzina. Postaram się was przeprowadzić niczym dziecko za rączkę przez podstawy, przez obwody prądu stałego, przemiennego, obwody trójfazowe, silniki, generatory, instalacje, sieci ... . Jeżeli będzie zainteresowanie to będę kontynuował.

ZACZYNAMY!

Czy potraficie odpowiedzieć mi na pytanie: czym jest napięcie, czym jest prąd, czym jest moc, czym jest praca? Zapewne potraficie. Ale większość odpowiedzi nie będzie tym co chciałbym usłyszeć. Bo większość to będą suche formułki, wzory, definicje - a nie o to chodzi w technice. Technicy i inżynierowie to bardzo praktyczni ludzie - tylko niestety uczeni są na uczelniach przez naukowców - którzy są w większości czystymi teoretykami (nie wszyscy, na szczęście jeszcze istnieją ludzie potrafiący łączyć teorię z praktyką). Myślę że wytłumaczę wam z czym to się je posługując się nieco uproszczonym modelem. Tu podkreślam - uproszczonym - bo myślę że fizycy się obrażą za takie uproszczenia i porównania.

Czym jest napięcie - napięcie jest SIŁĄ pchającą elektrony wzdłuż przewodu, odpowiednik F w fizyce. Można to przedstawić w inny sposób. Zadajmy sobie pytanie: dlaczego rzeka płynie ze źródła w górach do morza? Bo jest różnica wysokości - czyli w dziedzinie elektrycznej - różnica POTENCJAŁÓW. Ona daje SIŁĘ pchającą wodę -> elektrony. Podsumujmy:

Różnica wysokości -> różnica potencjałów

Różnica wysokości -> siła

Różnica potencjałów -> napięcie

siła -> napięcie

Proste?


A czym jest prąd? - prąd jest PRĘDKOŚCIĄ elektronów, odpowiednik v w fizyce.

Nie ma siły - nie ma prędkości. Nie ma napięcia. Nie ma prądu. Proste?


Energia jest czymś, co stanowi punkt wspólny i fizyki i elektrotechniki i elektroniki. Jest to coś co musicie przyjąć że istnieje - jak powietrze. Tu nie ma analogii - niestety. Chyba że ktoś zna - to proszę w komentarzach napisać. Nazwę go wtedy geniuszem.

Energia nie może zniknąć. Może gdzieś uciekać, zamieniać się inną formę ale nie może zginąć.

Mamy różne formy energii: cieplną, elektryczną, mechaniczną,... I można z jednej postaci przechodzić z łatwością w drugą. Przechodzenie z jednej formy energii w drugą nazywamy PRACĄ.

Energia elektryczna może być zamieniona w mechaniczną -> w silnikach,

Energia mechaniczna może być zamieniona na elektryczną -> w generatorach,

Energia elektryczna może być zamieniona na ciepło -> w elementach pasywnych - gdy się grzeją

To czym jest moc? Moc to prędkość wykonywania pracy.

Znacie wzór na moc P = U * I? Skoro U to siła a I to prędkość to można zapisać P = F * v. Chyba widzicie analogię. Wzory się zgadzają, coś w tym musi być.

Jeszcze raz powtórzę - to są uproszczenia mające na celu wyrobienie pewnej intuicji. Bo umysł człowieka jest tak zbudowany by wszystko czego nie można uchwycić gołym okiem, usłyszeć, poczuć - przybliżyć czymś podobnym ale widocznym. Nie widzimy jak prąd płynie w przewodach. Stąd też odwołałem się do fizyki, która pozwala nam dostrzec pewne aspekty elektrotechniki i elektroniki. Jesteśmy w punkcie gdzie obie dziedziny jeszcze stanowią jedność. Ale już niedługo.

ELEMENTY

Rezystancja - rezystancja to odpowiednik OPORÓW RUCHU w fizyce. OPÓR zmniejsza prędkość elektronów. OPÓR powoduje nagłe zmniejszenie energii elektronów. Aby elektron zwolnił musi oddać energię! Oddać coś, co dało mu prędkość. Jako że nic w przyrodzie nie ginie ta energia nie znika a wydziela się w postaci ciepła na OPORZE. Stąd też oporniki się grzeją. Tak samo w fizyce - tarcie (opory ruchu) powodują wydzielanie ciepła. Znowu analogia.

O pojemności i indukcyjności poopowiadam przy okazji omawiania obwodów prądu przemiennego, o ile będzie zainteresowanie. Jeżeli coś było niezbyt jasno zaznaczone - proszę pisać a postaram się to naprawić w kolejnym wpisie. Jeżeli popełniłem błąd - proszę napisać. W końcu jestem tylko człowiekiem. Ten materiał potraktujcie jako wersję demo, chcę sprawdzić czy będzie zainteresowanie. Jak będzie to następnym razem opowiem o prądzie stałym, przemiennym, o spadkach napięcia, o źródłach, odbiornikach, przewodach...

Kolejny wpis ukaże się w przeciągu jednego lub dwóch tygodni. Wiem że to co przedstawiam to banały ale od czegoś trzeba zacząć. Założyłem że znacie podstawy fizyki z gimnazjum.

Bo żeby mówić o rzeczach trudnych trzeba najpierw poznać rzeczy prostsze.

Aby nie wołać tworzę tag:

#elektrowiedza

Wołam was wszystkich:

#elektrotechnika #elektronika #elektryka

[Tank1991]

@Zdzichoslaw: o to ciekawe, więc czekam na następny wpis :) co do prędkości w natężeniu jednak lepiej wypada tu ilość elektronów - nawet we wzorze są to kulomby na sekundę bodajże

[Zdzichoslaw]

@hrumque: Nie zrozumiałeś. My elektrycy czasami lubimy sobie upraszczać rzeczywistość i budować modele, na których opieramy swoje zrozumienie - chociaż nie zawsze mogą się podobać matematykom, fizykom, chemikom.... Różnica wysokości - jesteśmy na górze a zjeżdżamy w dół (równia pochyła), daje nam ona w pewnym sensie siłę ciągnącą nas w dół.

Czekam na reakcję matematyków aż przedstawię wam pojęcie całki i pochodnej ( ͡° ͜ʖ ͡°)

[hrumque]

@Zdzichoslaw: jestem elektronikiem, elektrotechnikiem i automatykiem z wyksztalcenia, ale jakos "calkiem tego nie czuje" co chcesz przedstawic.

Napiecie jako Energia potencjalna - jest bardziej ok, bo jest sobie napiecie wzgledem "ziemi", tak jak sobie jest wiadro na szafie - dopuki nie ma przewodnika, nie ma ruchu cieszy/elektronow w dol, nie ma pradu/przeplywu...

[plusujemny]

@Zdzichoslaw: bardziej podobają mi się hydrauliczne analogie, przynajmniej jeśli chodzi o napięcie (ciśnienie, ewentualnie różnica ciśnień) i natężenie (ilość przepływającej wody). Gorzej z oporem i energią, ale za to łatwo z pojemnością (średnica zbiornika z wodą) i indukcyjnością (turbina, którą najpierw trzeba rozpędzić).

[Querto]

@Zdzichoslaw: Przydatne i to mocno, w 1 klasie miałem nauczycielkę która z obliczania oczek i podobnych rzeczy zrobiła czarną magię. Wincyj krulu! ( ͡° ͜ʖ ͡°) profil technik mechatronik

[AdekJadek]

@Zdzichoslaw: Napotem

[Zdzichoslaw]

@hrumque: Nie czujesz - bo już masz swoją analogię. Ja przedstawiłem swoją. W taki sposób sobie tłumaczyłem różne zagadnienia na studiach, do każdej wielkości szukałem analoga, czasami naciągałem niektóre definicje z fizyki ale cóż - przynajmniej teraz to "czuję" a nie tylko wiem. Jako że elektrotechnika to mój chleb i pasja staram się dotrzeć do ludzi w jak najprostszy sposób.

@Querto: Nad oczkami, węzłami, różnymi metodami teorii obwodów

[WolnoscRownoscBraterstwo]

@Zdzichoslaw: Bardzo fajne. Plusuje i czekam na więcej. Jestem mgr inż, miałem fizykę na studiach, ale prądu nie rozumiem. Nie rozumiem prądu, a jest XXI wiek, a ja chciałbym należeć do elity intelektualnej.

[Zdzichoslaw]

@Tank1991: Jednak przeczytałem jeszcze raz to co napisałem i przyznaję rację. W tekście niechcący napisałem że prąd jest prędkością. A chodziło mi o to że jest odpowiednikiem prędkości. Dziękuję za zwrócenie uwagi Sprostuję to w kolejnym wpisie.

[Wyrewolwerowanyrewolwer]

@Zdzichoslaw: Taktyktak

[Hmjelu]

@Zdzichoslaw: Czekam na więcej szczególnie na trójfazówke. Fajnie i zrozumiale opisane językiem który do mnie trafia. Jestem teraz na mechanice a zajęcia z elektrotechniki są tak prowadzone że nikt prawie tego nie rozumie.

[ZajebbcieTrudnyNick]

@Zdzichoslaw: Chociaż to tłumaczysz jak prawdziwym debilom to zaobserwuje ten tag, może się czegoś nowego dowiem. Będziesz dawał jakieś ciekawe przykłady ze swojej pracy?

[Zdzichoslaw]

@ZajebbcieTrudnyNick: Z aktualnej pracy to może gdzieś na końcu (energoelektronika i sterowanie). Jak przejdę do czystej elektrotechniki to mam parę ciekawych przykładów, szczególnie związanych z silnikami.

[Kliko]

@Zdzichoslaw: O gościu, dzięki za ten wpis.

Zawsze miałem z tym problem i się pytałem: co do k---y nędzy jest to napięcie? Jak to sobie wyobrazić? A opór? Serio dzięki!

Aha, ale

[trubul]

@Zdzichoslaw: pierwsza rzecz którą przeczytałem w tym roku, a już się czegoś dowiedziałem (chociaż to podstawy podstaw, bardziej pasuje "lepiej sobie wyobraziłem"). czekam na więcej.

[D.....x]

@Zdzichoslaw: Bardzo fajne porównanie, czekam na następną część :P

[Ocica]

@Zdzichoslaw: Nareszcie to wydaje się proste, dzięki! Czekam na kolejne części :)

[M.....a]

@Zdzichoslaw: no nawet fajnie ale jest jedno ale. Nie zgadzam się ze stwierdzeniem, że opór jest jak spowalniacz elektronów. Jeżeli natężenie jest jak prędkość, a jednocześnie natężenie na całej długości przewodnika "poprzecinanego" jakimiś opornikami jest stałe to akurat ta analogia nie pasuje. Powiedziałbym raczej że elektrony wykonują pracę kosztem energii potencjalnej:)

Czekam na kolejny odcinek.

[m.....n]

@Zdzichoslaw: napisz czym jest masa, czesto na roznych zajeciach i w praktyce stosuje sie to okreslenie, a nigdy nie slyszalem zeby ktos je wyjasnil obrazowo.

[Zdzichoslaw]

@msgreen: Masa to problem raczej "elektroniczny" i może kiedyś wyjaśnię w ramach ciekawostek.

@Marathora: Wiem, zmęczenie zrobiło swoje i trochę namieszałem z tą analogią, fizyk ze mnie marny i trochę się rozpędziłem, sprostuję to. Chodziło mi o coś innego, myślałem o czymś jeszcze innym i tak powstała bzdura której nie zauważyłem. Dziękuję za zwrócenie uwagi. Wolę operować pojęciami "namacalnymi" w celu wyjaśnienia rzeczy nienamacalnych.