{"id":78301,"date":"2024-01-14T13:04:57","date_gmt":"2024-01-14T13:04:57","guid":{"rendered":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/hydraulische-analogie-elektro-fluid-analogie\/"},"modified":"2024-01-14T16:26:59","modified_gmt":"2024-01-14T16:26:59","slug":"hydraulische-analogie-elektro-fluid-analogie","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/hydraulische-analogie-elektro-fluid-analogie\/","title":{"rendered":"Hydraulische Analogie – Elektro-Fluid-Analogie"},"content":{"rendered":"

Hydraulische Analogie – Elektrisch-Fl\u00fcssigkeits-Analogie<\/h2>\n

In jedem Schaltkreis, sei es ein Fl\u00fcssigkeits- oder ein elektrischer Schaltkreis, der mehrere Verzweigungen und parallele Elemente aufweist, muss die Durchflussrate an jedem Querschnitt gleich sein. Dies wird manchmal als das Prinzip der Kontinuit\u00e4t bezeichnet. In der Hydraulik stabilisiert sich die Durchflussrate an dem Punkt, an dem die Reibungsverluste der Schleife die Pumpencharakteristiken schneiden. \u00c4hnlich verh\u00e4lt es sich in einem elektrischen Schaltkreis, in dem sich der Strom dort stabilisiert, wo R x I der Quellenspannung entspricht.<\/p>\n

Hydraulische Analogie<\/h2>\n

Die hydraulische Analogie, oder die Elektrisch-Fl\u00fcssigkeits-Analogie, ist eine weit verbreitete Analogie zwischen Hydraulik und Elektrizit\u00e4t, die ein n\u00fctzliches Werkzeug f\u00fcr die Lehre und f\u00fcr diejenigen ist, die Schwierigkeiten haben, zu verstehen, wie Schaltkreise funktionieren. Sie kann auch auf W\u00e4rmetransportprobleme angewendet werden. Da elektrischer Strom unsichtbar ist und die Prozesse in der Elektronik oft schwer zu demonstrieren sind, werden die verschiedenen elektronischen Komponenten durch hydraulische \u00c4quivalente dargestellt.<\/p>\n

Ohmsches Gesetz und Hagen-Poiseuille-Gleichung<\/h2>\n

Die Beziehung zwischen Spannung und Strom wird (bei ohmschen Ger\u00e4ten wie Widerst\u00e4nden) durch das Ohmsche Gesetz definiert. Das Ohmsche Gesetz ist analog zur Hagen-Poiseuille-Gleichung, da beide lineare Modelle sind, die Fluss und Potenzial in ihren jeweiligen Systemen in Beziehung setzen. Elektrizit\u00e4t (sowie W\u00e4rme) wurde urspr\u00fcnglich als eine Art Fl\u00fcssigkeit verstanden, und die Namen bestimmter elektrischer Gr\u00f6\u00dfen (wie Strom) stammen von hydraulischen \u00c4quivalenten ab.<\/p>\n

Spannung, Strom und Widerstand<\/h2>\n

Spannung ist wie der Druckunterschied, der Wasser durch den Schlauch dr\u00fcckt. Sie wird in Volt (V) gemessen. Dieses Modell geht davon aus, dass das Wasser horizontal flie\u00dft, sodass die Schwerkraft ignoriert werden kann. Der Strom ist \u00e4quivalent zu einer hydraulischen Volumenflussrate; das hei\u00dft, der volumetrische Durchfluss von Wasser \u00fcber die Zeit. Normalerweise gemessen in Ampere. Je weiter das Rohr ist, desto mehr Wasser wird hindurchflie\u00dfen. Es wird in Ampere (I oder A) gemessen.<\/p>\n

Elektrische Ladung entspricht einer Wassermenge. Widerstand ist wie Rohrdurchmesser oder Hindernisse im Schlauch, die den Wasserfluss verlangsamen. Er wird in Ohm (\u03a9) gemessen. In der Hydraulik wird der Widerstand mit dem Druckverlustkoeffizienten in Verbindung gebracht.<\/p>\n

Komponentenvergleich<\/h2>\n

Batterien k\u00f6nnen als Wasserpumpen betrachtet werden, die Wasser durch einen Schlauch zirkulieren lassen, der in einer geschlossenen Schleife zur\u00fcck zur Batterie f\u00fchrt. Die Pumpe entspricht der idealen Spannungs- oder Stromquelle in einem Gleichstromkreis. Widerst\u00e4nde sind vergleichbar mit einem Abschnitt des Rohrnetzwerks, in dem der Radius des Rohrs eingeschr\u00e4nkt ist, was die Flie\u00dfrate der Fl\u00fcssigkeit in diesem Bereich einschr\u00e4nkt, so wie ein Widerstand den Strom begrenzt.<\/p>\n

Kondensatoren entsprechen einem Tank mit einer Verbindung an jedem Ende und einer Membran, die den Tank l\u00e4ngs in zwei H\u00e4lften teilt (ein hydraulischer Akkumulator). Induktoren sind vergleichbar mit einem schweren Schaufelrad, das in den Fl\u00fcssigkeitsfluss eingebaut ist. Dioden in der hydraulischen Analogie entsprechen ziemlich gut einem Richtungssteuerventil. Transistoren sind wie Steuerventile. Wir k\u00f6nnen sie verwenden, um den Fluss (EIN\/AUS) zu steuern, oder wir k\u00f6nnen sie verwenden, um die Flussrate (den Strom) zu steuern.<\/p>\n

Analogie zum Ohmschen Gesetz<\/h2>\n

Eine hydraulische Analogie wird manchmal verwendet, um das Ohmsche Gesetz zu beschreiben. Ohmsches Gesetz f\u00fcr elektrischen Stromfluss und Poiseuilles Gesetz f\u00fcr den gleichm\u00e4\u00dfigen Fluss von Fl\u00fcssigkeiten sind von derselben Form. Nach diesem Gesetz sind Spannung, Strom und Widerstand alle miteinander verbunden. \u00c4ndert man eines von ihnen in einem Schaltkreis, \u00e4ndern sich auch die anderen. Speziell gilt: Spannung ist gleich Strom multipliziert mit Widerstand: Ohmsches Gesetz: V = I · R. Wenn man Sand in den Schlauch gibt und den Druck gleich h\u00e4lt, ist das so, als w\u00fcrde man den Durchmesser des Schlauchs verringern. Dann wird weniger Wasser flie\u00dfen. Wir sagen, dass die Durchflussrate von Wasser durch einen Blendenrestriktor proportional zum Unterschied im Wasserdruck \u00fcber den Restriktor ist. \u00c4hnlich verh\u00e4lt es sich mit der Flussrate des elektrischen Ladungsstroms durch einen elektrischen Widerstand, die proportional zum Unterschied in der gemessenen Spannung \u00fcber dem Widerstand ist.<\/p>\n

\"Hydraulic<\/p>\n

\n Original Article<\/a>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Die hydraulische Analogie oder Elektro-Fluid-Analogie ist eine weit verbreitete Analogie zwischen Hydraulik und Elektrizit\u00e4t, die ein n\u00fctzliches Hilfsmittel f\u00fcr den Unterricht und f\u00fcr diejenigen ist, die Schwierigkeiten haben, die Funktionsweise von Schaltkreisen zu verstehen. Es kann auch bei Problemen mit der W\u00e4rme\u00fcbertragung angewendet werden.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":2531,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_generate-full-width-content":"","footnotes":""},"categories":[11],"tags":[],"class_list":["post-78301","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-unkategorisiert","generate-columns","tablet-grid-50","mobile-grid-100","grid-parent","grid-50"],"yoast_head":"\nHydraulische Analogie - Elektro-Fluid-Analogie<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Die hydraulische Analogie oder Elektro-Fluid-Analogie ist eine weit verbreitete Analogie zwischen Hydraulik und Elektrizit\u00e4t, die ein n\u00fctzliches Hilfsmittel f\u00fcr den Unterricht und f\u00fcr diejenigen ist, die Schwierigkeiten haben, die Funktionsweise von Schaltkreisen zu verstehen. Es kann auch bei Problemen mit der W\u00e4rme\u00fcbertragung angewendet werden.\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/hydraulische-analogie-elektro-fluid-analogie\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"de_DE\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Hydraulische Analogie - Elektro-Fluid-Analogie\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Die hydraulische Analogie oder Elektro-Fluid-Analogie ist eine weit verbreitete Analogie zwischen Hydraulik und Elektrizit\u00e4t, die ein n\u00fctzliches Hilfsmittel f\u00fcr den Unterricht und f\u00fcr diejenigen ist, die Schwierigkeiten haben, die Funktionsweise von Schaltkreisen zu verstehen. Es kann auch bei Problemen mit der W\u00e4rme\u00fcbertragung angewendet werden.\" \/>\n<meta property=\"og:url\" content=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/hydraulische-analogie-elektro-fluid-analogie\/\" \/>\n<meta property=\"og:site_name\" content=\"Electricity - Magnetism\" \/>\n<meta property=\"article:published_time\" content=\"2024-01-14T13:04:57+00:00\" \/>\n<meta property=\"article:modified_time\" content=\"2024-01-14T16:26:59+00:00\" \/>\n<meta property=\"og:image\" content=\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/hydraulic-analogy-electric-fluid-analogy.png\" \/>\n\t<meta property=\"og:image:width\" content=\"1334\" \/>\n\t<meta property=\"og:image:height\" content=\"840\" \/>\n\t<meta property=\"og:image:type\" content=\"image\/png\" \/>\n<meta name=\"twitter:card\" content=\"summary_large_image\" \/>\n<meta name=\"twitter:label1\" content=\"Verfasst von\" \/>\n\t<meta name=\"twitter:data1\" content=\"Matan\" \/>\n\t<meta name=\"twitter:label2\" content=\"Gesch\u00e4tzte Lesezeit\" \/>\n\t<meta name=\"twitter:data2\" content=\"3\u00a0Minuten\" \/>\n<script type=\"application\/ld+json\" class=\"yoast-schema-graph\">{\"@context\":\"https:\/\/schema.org\",\"@graph\":[{\"@type\":\"WebSite\",\"@id\":\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/#website\",\"url\":\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/\",\"name\":\"Electricity - Magnetism\",\"description\":\"All about electricity and magnetism.\",\"potentialAction\":[{\"@type\":\"SearchAction\",\"target\":{\"@type\":\"EntryPoint\",\"urlTemplate\":\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/?s={search_term_string}\"},\"query-input\":\"required name=search_term_string\"}],\"inLanguage\":\"de\"},{\"@type\":\"ImageObject\",\"@id\":\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/hydraulische-analogie-elektro-fluid-analogie\/#primaryimage\",\"inLanguage\":\"de\",\"url\":\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/hydraulic-analogy-electric-fluid-analogy.png\",\"contentUrl\":\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/hydraulic-analogy-electric-fluid-analogy.png\",\"width\":1334,\"height\":840,\"caption\":\"Hydraulische Analogie - Elektro-Fluid-Analogie\"},{\"@type\":\"WebPage\",\"@id\":\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/hydraulische-analogie-elektro-fluid-analogie\/#webpage\",\"url\":\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/hydraulische-analogie-elektro-fluid-analogie\/\",\"name\":\"Hydraulische Analogie - Elektro-Fluid-Analogie\",\"isPartOf\":{\"@id\":\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/#website\"},\"primaryImageOfPage\":{\"@id\":\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/hydraulische-analogie-elektro-fluid-analogie\/#primaryimage\"},\"datePublished\":\"2024-01-14T13:04:57+00:00\",\"dateModified\":\"2024-01-14T16:26:59+00:00\",\"author\":{\"@id\":\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/#\/schema\/person\/68f28ba0ad08ef355b436c5222a40b29\"},\"description\":\"Die hydraulische Analogie oder Elektro-Fluid-Analogie ist eine weit verbreitete Analogie zwischen Hydraulik und Elektrizit\\u00e4t, die ein n\\u00fctzliches Hilfsmittel f\\u00fcr den Unterricht und f\\u00fcr diejenigen ist, die Schwierigkeiten haben, die Funktionsweise von Schaltkreisen zu verstehen. Es kann auch bei Problemen mit der W\\u00e4rme\\u00fcbertragung angewendet werden.\",\"breadcrumb\":{\"@id\":\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/hydraulische-analogie-elektro-fluid-analogie\/#breadcrumb\"},\"inLanguage\":\"de\",\"potentialAction\":[{\"@type\":\"ReadAction\",\"target\":[\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/hydraulische-analogie-elektro-fluid-analogie\/\"]}]},{\"@type\":\"BreadcrumbList\",\"@id\":\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/hydraulische-analogie-elektro-fluid-analogie\/#breadcrumb\",\"itemListElement\":[{\"@type\":\"ListItem\",\"position\":1,\"name\":\"Home\",\"item\":\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/electricity-magnetism-page\/\"},{\"@type\":\"ListItem\",\"position\":2,\"name\":\"Hydraulische Analogie – Elektro-Fluid-Analogie\"}]},{\"@type\":\"Person\",\"@id\":\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/#\/schema\/person\/68f28ba0ad08ef355b436c5222a40b29\",\"name\":\"Matan\",\"url\":\"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/author\/matan\/\"}]}<\/script>\n<!-- \/ Yoast SEO plugin. -->","yoast_head_json":{"title":"Hydraulische Analogie - Elektro-Fluid-Analogie","description":"Die hydraulische Analogie oder Elektro-Fluid-Analogie ist eine weit verbreitete Analogie zwischen Hydraulik und Elektrizit\u00e4t, die ein n\u00fctzliches Hilfsmittel f\u00fcr den Unterricht und f\u00fcr diejenigen ist, die Schwierigkeiten haben, die Funktionsweise von Schaltkreisen zu verstehen. Es kann auch bei Problemen mit der W\u00e4rme\u00fcbertragung angewendet werden.","robots":{"index":"index","follow":"follow","max-snippet":"max-snippet:-1","max-image-preview":"max-image-preview:large","max-video-preview":"max-video-preview:-1"},"canonical":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/hydraulische-analogie-elektro-fluid-analogie\/","og_locale":"de_DE","og_type":"article","og_title":"Hydraulische Analogie - Elektro-Fluid-Analogie","og_description":"Die hydraulische Analogie oder Elektro-Fluid-Analogie ist eine weit verbreitete Analogie zwischen Hydraulik und Elektrizit\u00e4t, die ein n\u00fctzliches Hilfsmittel f\u00fcr den Unterricht und f\u00fcr diejenigen ist, die Schwierigkeiten haben, die Funktionsweise von Schaltkreisen zu verstehen. Es kann auch bei Problemen mit der W\u00e4rme\u00fcbertragung angewendet werden.","og_url":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/hydraulische-analogie-elektro-fluid-analogie\/","og_site_name":"Electricity - Magnetism","article_published_time":"2024-01-14T13:04:57+00:00","article_modified_time":"2024-01-14T16:26:59+00:00","og_image":[{"width":1334,"height":840,"url":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/hydraulic-analogy-electric-fluid-analogy.png","type":"image\/png"}],"twitter_card":"summary_large_image","twitter_misc":{"Verfasst von":"Matan","Gesch\u00e4tzte Lesezeit":"3\u00a0Minuten"},"schema":{"@context":"https:\/\/schema.org","@graph":[{"@type":"WebSite","@id":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/#website","url":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/","name":"Electricity - Magnetism","description":"All about electricity and magnetism.","potentialAction":[{"@type":"SearchAction","target":{"@type":"EntryPoint","urlTemplate":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/?s={search_term_string}"},"query-input":"required name=search_term_string"}],"inLanguage":"de"},{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/hydraulische-analogie-elektro-fluid-analogie\/#primaryimage","inLanguage":"de","url":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/hydraulic-analogy-electric-fluid-analogy.png","contentUrl":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/wp-content\/uploads\/2022\/06\/hydraulic-analogy-electric-fluid-analogy.png","width":1334,"height":840,"caption":"Hydraulische Analogie - Elektro-Fluid-Analogie"},{"@type":"WebPage","@id":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/hydraulische-analogie-elektro-fluid-analogie\/#webpage","url":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/hydraulische-analogie-elektro-fluid-analogie\/","name":"Hydraulische Analogie - Elektro-Fluid-Analogie","isPartOf":{"@id":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/#website"},"primaryImageOfPage":{"@id":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/hydraulische-analogie-elektro-fluid-analogie\/#primaryimage"},"datePublished":"2024-01-14T13:04:57+00:00","dateModified":"2024-01-14T16:26:59+00:00","author":{"@id":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/#\/schema\/person\/68f28ba0ad08ef355b436c5222a40b29"},"description":"Die hydraulische Analogie oder Elektro-Fluid-Analogie ist eine weit verbreitete Analogie zwischen Hydraulik und Elektrizit\u00e4t, die ein n\u00fctzliches Hilfsmittel f\u00fcr den Unterricht und f\u00fcr diejenigen ist, die Schwierigkeiten haben, die Funktionsweise von Schaltkreisen zu verstehen. Es kann auch bei Problemen mit der W\u00e4rme\u00fcbertragung angewendet werden.","breadcrumb":{"@id":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/hydraulische-analogie-elektro-fluid-analogie\/#breadcrumb"},"inLanguage":"de","potentialAction":[{"@type":"ReadAction","target":["https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/hydraulische-analogie-elektro-fluid-analogie\/"]}]},{"@type":"BreadcrumbList","@id":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/hydraulische-analogie-elektro-fluid-analogie\/#breadcrumb","itemListElement":[{"@type":"ListItem","position":1,"name":"Home","item":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/electricity-magnetism-page\/"},{"@type":"ListItem","position":2,"name":"Hydraulische Analogie – Elektro-Fluid-Analogie"}]},{"@type":"Person","@id":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/#\/schema\/person\/68f28ba0ad08ef355b436c5222a40b29","name":"Matan","url":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/author\/matan\/"}]}},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/78301","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=78301"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/78301\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/2531"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=78301"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=78301"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.electricity-magnetism.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=78301"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}