Listrik – Magnetisme

Analogi Hidraulik

Analogi hidraulik, atau analogi cairan-listrik, adalah analogi yang banyak digunakan antara hidraulik dan listrik, yang merupakan alat yang berguna untuk mengajar dan bagi mereka yang berjuang untuk memahami cara kerja sirkuit. juga dapat diterapkan pada masalah perpindahan panas.

Karena arus listrik tidak terlihat dan proses yang terjadi dalam elektronik sering kali sulit untuk didemonstrasikan, maka berbagai komponen elektronik diwakili oleh padanan hidrolik. Hubungan antara tegangan dan arus didefinisikan (dalam perangkat ohmik seperti resistor) oleh hukum Ohm. Hukum Ohm analog dengan persamaan Hagen-Poiseuille, karena keduanya merupakan model linier yang menghubungkan fluks dan potensial dalam sistem masing-masing.

Listrik (dan juga panas) pada awalnya dipahami sebagai sejenis fluida, dan nama-nama besaran listrik tertentu (seperti arus) berasal dari padanan hidrolik.

• Tegangan seperti perbedaan tekanan yang mendorong air melalui selang. Tegangan diukur dalam volt (V). Model ini mengasumsikan bahwa air mengalir secara horizontal sehingga gaya gravitasi dapat diabaikan.
• Arus setara dengan laju aliran volume hidraulik; yaitu kuantitas volumetrik air yang mengalir dari waktu ke waktu. Biasanya diukur dalam ampere. Semakin lebar pipa, semakin banyak air yang mengalir. Arus diukur dalam ampere (I atau A).
• Muatan listrik setara dengan sejumlah air.
• Hambatan adalah seperti diameter pipa atau rintangan dalam selang yang memperlambat aliran air. Hal ini diukur dalam ohm (Ω). Dalam hidrolika, resistensi dikaitkan dengan koefisien kehilangan tekanan.

• Baterai dapat dianggap sebagai pompa air yang mengedarkan air melalui selang yang bergerak dalam lingkaran tertutup kembali ke baterai. Pompa berhubungan dengan tegangan ideal atau sumber arus dalam sirkuit DC. Keberadaan pompa hidrolik diasumsikan dalam setiap uraian berikut ini.
• Resistor sebanding dengan bagian jaringan pipa di mana jari-jari pipa disempitkan, membatasi laju aliran fluida di wilayah tersebut, dengan cara yang sama seperti resistor membatasi arus.
• Kabel dan hubungannya dengan pompa cukup mudah, karena kabel tembaga secara langsung dianalogikan sebagai pipa berisi air. Hambatan kawat itu sendiri dianalogikan sebagai hambatan pada air yang mengalir melalui pipa.
• Kapasitor setara dengan tangki dengan satu sambungan di setiap ujungnya dan membran yang membagi tangki menjadi dua secara memanjang (akumulator hidrolik). Ketika pompa dalam sistem mulai mendorong air, membran akan meregang sebagai respons terhadap tekanan dari air tersebut. Signifikansi peregangan ini sebanding dengan jumlah muatan yang disimpan pada kapasitor. Seharusnya cukup mudah untuk melihat dari deskripsi ini bahwa peregangan membran ini mewakili penurunan tegangan dalam sirkuit listrik, dan pelepasan kapasitor juga sebanding dengan membran yang kembali ke tingkat semula.
• Induktor setara dengan roda dayung yang berat yang ditempatkan dalam aliran fluida. Massa roda dan ukuran baling-baling membatasi kemampuan air untuk mengubah laju aliran (arus) dengan cepat melalui roda karena efek inersia, tetapi, dengan waktu tertentu, aliran yang terus mengalir akan melewati sebagian besar tanpa hambatan melalui roda, karena roda berputar dengan kecepatan yang sama dengan aliran air.
• Dioda dalam analogi hidraulik dapat dibandingkan dengan cukup baik dengan katup kontrol arah.
• Transistor seperti katup kontrol. Kita dapat menggunakannya untuk mengontrol aliran (ON/OFF), atau kita dapat menggunakannya untuk mengontrol laju aliran (arus).