Nel circuito idraulico è il fluido che effettua il trasporto e la trasformazione dell'energia.
La pompa, trasformando energia meccanica, conferisce energia potenziale al fluido, che, quando il circuito idraulico è chiuso, si trasforma in energia cinetica. Senza un utilizzatore nel circuito chiuso tutta l'energia potenziale della pompa si trasformerebbe in energia cinetica del fluido. Esso si muoverebbe allora con la massima velocità. Se non ci fossero attriti il fluido manterrebbe il suo stato di moto e la sua energia cinetica e la pompa non necessiterebbe più di energia esterna per mantenere il movimento. Gli attriti e, soprattutto la presenza di un utilizzatore, ostacolando il movimento del fluido ne diminuiscono l'energia cinetica trasformandola in energia di altro tipo. Affinché l'energia cinetica del fluido mantenga costante il suo valore, comunque inferiore al valore massimo che essa potrebbe assumere, la pompa deve conferire continuamente energia al fluido prelevandola dall'esterno del circuito. Questa energia esterna corrisponde esattamente alla somma delle perdite termiche dovute ai diversi tipi di attrito, ( tra le particelle stesse e tra le particelle e le pareti delle tubazioni che il fluido incontra nel suo movimento) e dell'energia trasformata all'interno dell'utilizzatore.
Possiamo riscrivere quanto sopra facendo alcune sostituzioni di parole:
- pompa con generatore
- fluido con insieme delle cariche elettriche libere
- particelle con cariche elettriche libere
- pareti delle tubazioni con reticolo cristallino del conduttore
- idraulico con elettrico
Il generatore, trasformando energia meccanica, conferisce energia potenziale all' insieme delle cariche elettriche libere,che, quando il circuito elettrico è chiuso, si trasforma in energia cinetica. Senza un utilizzatore nel circuito chiuso tutta l'energia potenziale del generatore si trasformerebbe in energia cinetica dell' insieme delle cariche elettriche libere. Esso si muoverebbe allora con la massima velocità. Se non ci fossero attriti l' insieme delle cariche elettriche libere manterrebbe il suo stato di moto e la sua energia cinetica e il generatore non necessiterebbe più di energia esterna per mantenere il movimento. Gli attriti e, soprattutto la presenza di un utilizzatore, ostacolando il movimento dell' insieme delle cariche elettriche libere ne diminuiscono l'energia cinetica trasformandola in energia di altro tipo. Affinché l'energia cinetica dell' insieme delle cariche elettriche liberemantenga constante il suo valore, comunque inferiore al valore massimo che essa potrebbe assumere, il generatore deve conferire continuamente energia all' insieme delle cariche elettriche libere prelevandola dall'esterno del circuito. Questa energia esterna corrisponde esattamente alla somma delle perdite termiche dovute ai diversi tipi di attrito,( tra le cariche elettriche libere stesse e tra le cariche elettriche libere e il reticolo cristallino del conduttore che l' insieme delle cariche elettriche libere incontra nel suo movimento) e dell'energia trasformata all'interno dell'utilizzatore.
ottenendo, in questo modo, la descrizione di quanto avviene nel circuito elettrico dal punto di vista energetico.
L'analogia qualitativa trova rispondenza anche nelle grandezze che descrivono i due fenomeni.
E, la forza elettromotrice del generatore, che, come si sa, è l'energia totale conferita all'unità di carica elettrica, corrisponde alla prevalenza della pompa H che rappresenta l'energia totale che la pompa conferisce all'unità di peso del fluido. La portata ponderale del fluido (q) che si ottiene moltiplicando la sezione della tubazione per la velocità e per il peso specifico del fluido corrisponde all'intensità di corrente (I) che si ottiene moltiplicando per la sezione del conduttore la velocità di spostamento delle cariche elettriche per la carica contenuta nell'unità di volume, o carica specifica.
Grandezze elettriche |
Grandezze idrauliche |
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Nome | Simbolo | U.M. | Nome | Simbolo | U.M. |
Carica elettrica | Q | [C] | Peso | P | [KgP]=[g*Kg] |
Forza elettromotrice | E | [V]=[J][C]-1 | Prevalenza | H | [M]=[J][KgP]-1 |
Intensità di corrente | I | [A]=[C][s]-1 | portata ponderale | q | [KgP][s]-1 |