Λύσεις των ερωτήσεων του Κεφαλαίου 9 (σελ. 130) – ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΑΡΔΕΥΤΙΚΩΝ ΔΙΚΤΥΩΝ ΣΤΗΝ ΚΗΠΟΤΕΧΝΙΑ Γ΄ ΕΠΑΛ
Λύσεις των ερωτήσεων του Κεφαλαίου 9
Αναλυτικές απαντήσεις και στις 7 ερωτήσεις του Κεφαλαίου 9 «Καλωδίωση», με αυτούσια τα χωρία του βιβλίου, τους τύπους και τους πίνακες σε μορφή ASCII και επισήμανση των τυπογραφικών λαθών του βιβλίου.
Η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος
Ερώτηση: Τι γνωρίζετε για την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος;
Απάντηση:
-
Ο ΟΡΙΣΜΟΣ (§9.1, σελ. 122-123): «Έχουμε ένα απλό κύκλωμα με μια πηγή ρεύματος Ε, ένα συρμάτινο μεταλλικό αγωγό και μια κατανάλωση. Θεωρούμε μια διατομή S του αγωγού. Έστω Q το ηλεκτρικό φορτίο, που περνά από τη διατομή S σε χρονικό διάστημα t. Το ηλεκτρικό φορτίο, που περνά από τη διατομή S σε ένα δευτερόλεπτο (1 sec), δηλαδή Q/t, ονομάζεται ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος ή απλά ρεύμα και παριστάνεται με το γράμμα I.»
┌────────[ Ε ]────────┐ │ │ │ │ ───┴───►►►───┃S┃───►►►───┴───[ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ] ηλεκτρόνια ▲ └ ΔΙΑΤΟΜΗ S — από εδώ περνά φορτίο Q σε χρόνο t I = Q / t (φορτίο ανά δευτερόλεπτο) -
Η ΜΟΝΑΔΑ ΚΑΙ ΤΟ ΟΡΓΑΝΟ: «Η μονάδα έντασης του ρεύματος είναι το Αμπέρ (Α). Μάλιστα, 1 mA = 0,001 Α. Το όργανο με το οποίο μετράμε την ένταση ονομάζεται αμπερόμετρο.»
1 A = 1000 mA 1 mA = 0,001 A ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΤΟΥ ΒΙΒΛΙΟΥ: ηλεκτροβάνα με κατανάλωση 200 mA = 0,2 A -
⚠️ ΠΩΣ ΣΥΝΔΕΕΤΑΙ ΤΟ ΑΜΠΕΡΟΜΕΤΡΟ — ΣΕ ΣΕΙΡΑ (υποσημ. 2, Εικ. 9.2 «Κύκλωμα με σύνδεση αμπερομέτρου»): «Τα αμπερόμετρα έχουν 2 ακροδέκτες. Για να μετρήσουμε την ένταση του ρεύματος, που περνά από έναν αγωγό, πρέπει να διακόψουμε το κύκλωμα και να παρεμβάλουμε το αμπερόμετρο με τέτοιο τρόπο, ώστε το ρεύμα του αγωγού να περνά μέσα από το αμπερόμετρο (σύνδεση σε σειρά).»
ΣΩΣΤΟ — ΣΕ ΣΕΙΡΑ ΛΑΘΟΣ — ΠΑΡΑΛΛΗΛΑ ──[Ε]──┬──(A)──┬──[R]──┘ ──[Ε]────┬──[R]──┐ διακοπή └─(A)──┘ κυκλώματος -
ΠΩΣ ΣΥΝΔΕΕΤΑΙ Η ΕΝΤΑΣΗ ΜΕ ΤΑ ΑΛΛΑ ΜΕΓΕΘΗ
ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ OHM I = U / R ➜ ανάλογη της ΤΑΣΗΣ, αντιστρόφως ανάλογη της ΑΝΤΙΣΤΑΣΗΣ ΙΣΧΥΣ P = U · I ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΙΑ (§9.6) ΕΝΤΑΣΗ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ←→ ΠΑΡΟΧΗ «Ένταση ρεύματος είναι η ΠΟΣΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ που ρέει σε έναν αγωγό ΣΤΗ ΜΟΝΑΔΑ ΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ. Παροχή είναι η ΠΟΣΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ που ρέει σε έναν αγωγό ΣΤΗ ΜΟΝΑΔΑ ΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ.»⚠️ ΓΙΑΤΙ ΕΝΔΙΑΦΕΡΕΙ ΤΗΝ ΑΡΔΕΥΣΗ: «Αν η διατομή του καλωδίου είναι πολύ μικρή, η ένταση του ρεύματος που μεταφέρεται προς τις ηλεκτροβάνες μπορεί να μην επαρκεί για τη σωστή λειτουργία τους» (σελ. 121).
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος, ή απλά ρεύμα, ονομάζεται το ηλεκτρικό φορτίο που περνά από μια διατομή του αγωγού σε ένα δευτερόλεπτο, δηλαδή το πηλίκο του φορτίου Q προς τον χρόνο t, και παριστάνεται με το γράμμα I. Η μονάδα έντασης του ρεύματος είναι το Αμπέρ, ενώ ισχύει ότι ένα χιλιοστοαμπέρ ισούται με 0,001 Αμπέρ. Το όργανο με το οποίο μετράμε την ένταση ονομάζεται αμπερόμετρο. Τα αμπερόμετρα έχουν δύο ακροδέκτες και, για να μετρήσουμε την ένταση του ρεύματος που περνά από έναν αγωγό, πρέπει να διακόψουμε το κύκλωμα και να παρεμβάλουμε το αμπερόμετρο με τέτοιο τρόπο ώστε το ρεύμα του αγωγού να περνά μέσα από αυτό, δηλαδή να το συνδέσουμε σε σειρά. Κατά τον νόμο του Ohm η ένταση δίνεται από το πηλίκο της τάσης προς την αντίσταση και είναι ανάλογη της τάσης και αντιστρόφως ανάλογη της αντίστασης. Στην υδραυλική, η ένταση του ρεύματος αντιστοιχεί στην παροχή, δηλαδή στην ποσότητα του νερού που ρέει σε έναν αγωγό στη μονάδα του χρόνου. Στην πράξη, αν η διατομή του καλωδίου είναι πολύ μικρή, η ένταση του ρεύματος που μεταφέρεται προς τις ηλεκτροβάνες μπορεί να μην επαρκεί για τη σωστή λειτουργία τους.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Η ηλεκτρική τάση
Ερώτηση: Τι γνωρίζετε για την ηλεκτρική τάση;
Απάντηση:
- Ο ΟΡΙΣΜΟΣ (§9.2, σελ. 123): «Είναι γνωστό ότι τα ομώνυμα φορτία απωθούνται και τα ετερώνυμα φορτία έλκονται. Λέμε ότι μεταξύ δύο σωμάτων υπάρχει ηλεκτρική τάση (ή τάση) και με αυτό εννοούμε ότι τα αρνητικά ηλεκτρικά φορτία του ενός τείνουν, δηλ. προσπαθούν, να κινηθούν προς το άλλο που είναι θετικά φορτισμένο, όπως επίσης και το αντίθετο.» Η ΔΙΑΦΟΡΑ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ: «Η διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων ενός αγωγού, μέσα από τον οποίο περνά ρεύμα, μας δίνει την τάση μεταξύ των σημείων αυτών.»
- ΜΟΝΑΔΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΟ: «Μονάδα ηλεκτρικής τάσης είναι το Volt και συμβολίζεται με V. Τα όργανα μέτρησης της ηλεκτρικής τάσης (διαφοράς δυναμικού) ονομάζονται βολτόμετρα.»
⚠️ ΣΥΝΔΕΣΗ ΠΑΡΑΛΛΗΛΑ (υποσημ. 4, Εικ. 9.3): «Τα βολτόμετρα έχουν δύο ακροδέκτες που χρησιμεύουν για τη σύνδεση… το βολτόμετρο συνδέεται παράλληλα με το τμήμα του κυκλώματος, στα άκρα του οποίου θέλουμε να μετρήσουμε την τάση.»
ΑΜΠΕΡΟΜΕΤΡΟ → ΣΕ ΣΕΙΡΑ (διακόπτω το κύκλωμα) ΒΟΛΤΟΜΕΤΡΟ → ΠΑΡΑΛΛΗΛΑ (δεν το διακόπτω) - ΤΙ ΣΥΜΒΑΙΝΕΙ ΣΤΗΝ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ: «Όταν το ρεύμα φθάσει σε μια κατανάλωση τα ηλεκτρόνια «ξοδεύουν» την ενέργειά τους και παράγουν έργο (φως, θέρμανση, μαγνητισμό κτλ.).» ΤΟ ΜΕΓΕΘΟΣ ΤΗΣ ΤΑΣΗΣ (υποσημ. 3): «Όσο μεγαλύτερο είναι το περίσσευμα ηλεκτρονίων που έχει το πρώτο σώμα, καθώς και όσο μεγαλύτερο είναι το έλλειμμα που υπάρχει στο δεύτερο, τόσο μεγαλύτερες είναι οι ελκτικές δυνάμεις … δηλαδή τόσο μεγαλύτερη είναι η τάση που υπάρχει μεταξύ τους.»
- ⚠️⚠️ ΤΑ ΤΡΙΑ ΚΡΙΣΙΜΑ ΣΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΥΠΟΣΗΜ. 3
① Η ΤΑΣΗ ΕΙΝΑΙ Η «ΑΙΤΙΑ», ΤΟ ΡΕΥΜΑ ΤΟ «ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ» «Η ΤΑΣΗ λοιπόν είναι αυτή που ΔΗΜΙΟΥΡΓΕΙ ΤΗ ΡΟΗ ΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ σε ένα κύκλωμα, δηλαδή το ηλεκτρικό ρεύμα.» ② ΡΕΥΜΑ ΧΩΡΙΣ ΤΑΣΗ ΔΕΝ ΥΠΑΡΧΕΙ — ΤΑΣΗ ΧΩΡΙΣ ΡΕΥΜΑ ΥΠΑΡΧΕΙ «Αντίθετα ΤΑΣΗ ΧΩΡΙΣ ΡΕΥΜΑ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΥΠΑΡΧΕΙ, όταν το ΚΥΚΛΩΜΑ ΕΙΝΑΙ ΑΝΟΙΚΤΟ, οπότε ΕΜΠΟΔΙΖΕΤΑΙ ΤΟ ΡΕΥΜΑ ΝΑ ΚΥΚΛΟΦΟΡΗΣΕΙ λόγω του παρεμβαλλόμενου μονωτικού (αέρας κτλ.)» ③ Η ΤΑΣΗ ΜΕΤΡΙΕΤΑΙ ΠΑΝΤΟΤΕ ΜΕΤΑΞΥ ΔΥΟ ΣΗΜΕΙΩΝ «Η έκφραση «ΤΑΣΗ ΕΝΟΣ ΣΗΜΕΙΟΥ» ΕΙΝΑΙ ΛΑΘΟΣ.»ΣΤΟ ΑΡΔΕΥΤΙΚΟ ΔΙΚΤΥΟ: οι προγραμματιστές «δέχονται ρεύμα τάσης 220V AC και στέλνουν στις ηλεκτροβάνες, μέσω μετασχηματιστή, ρεύμα τάσης 24V AC… γιατί «η τάση των 24V είναι ασφαλής». ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΙΑ (§9.6): «Τάση είναι η δύναμη που σπρώχνει τα ηλεκτρόνια να κινηθούν πάνω σε έναν αγωγό. Πίεση είναι η δύναμη που σπρώχνει το νερό να κινηθεί μέσα σε ένα σωλήνα.»
Σύνοψη: (ενδεικτική) Λέμε ότι μεταξύ δύο σωμάτων υπάρχει ηλεκτρική τάση, ή απλώς τάση, και με αυτό εννοούμε ότι τα αρνητικά ηλεκτρικά φορτία του ενός τείνουν, δηλαδή προσπαθούν, να κινηθούν προς το άλλο που είναι θετικά φορτισμένο, όπως επίσης και το αντίθετο. Η διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων ενός αγωγού, μέσα από τον οποίο περνά ρεύμα, μας δίνει την τάση μεταξύ των σημείων αυτών. Όταν το ρεύμα φθάσει σε μια κατανάλωση, τα ηλεκτρόνια ξοδεύουν την ενέργειά τους και παράγουν έργο, δηλαδή φως, θέρμανση, μαγνητισμό και άλλα. Μονάδα ηλεκτρικής τάσης είναι το Volt, που συμβολίζεται με V, ενώ τα όργανα μέτρησης της τάσης ονομάζονται βολτόμετρα και συνδέονται παράλληλα με το τμήμα του κυκλώματος στα άκρα του οποίου θέλουμε να μετρήσουμε την τάση. Όσο μεγαλύτερο είναι το περίσσευμα ηλεκτρονίων του πρώτου σώματος και όσο μεγαλύτερο το έλλειμμα του δεύτερου, τόσο μεγαλύτερη είναι η τάση μεταξύ τους. Η τάση είναι αυτή που δημιουργεί τη ροή των ηλεκτρονίων, δηλαδή το ηλεκτρικό ρεύμα, και επομένως η τάση είναι η αιτία και το ρεύμα το αποτέλεσμα· ρεύμα χωρίς τάση δεν μπορεί να υπάρχει, ενώ τάση χωρίς ρεύμα μπορεί να υπάρχει όταν το κύκλωμα είναι ανοικτό. Τέλος, η τάση μετριέται πάντοτε μεταξύ δύο σημείων και η έκφραση τάση ενός σημείου είναι λάθος. Στην υδραυλική, η τάση αντιστοιχεί στην πίεση, δηλαδή στη δύναμη που σπρώχνει το νερό να κινηθεί μέσα σε έναν σωλήνα.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Η ηλεκτρική αντίσταση και ο νόμος του Ohm
Ερώτηση: Τι γνωρίζετε για την ηλεκτρική αντίσταση;
Απάντηση:
-
Ο ΟΡΙΣΜΟΣ (§9.3, σελ. 124): «Ονομάζουμε γενικά ηλεκτρική αντίσταση την ιδιότητα που παρουσιάζουν τα διάφορα σώματα να εμποδίζουν, άλλα λίγο και άλλα πολύ, τη δημιουργία ή διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος σε αυτά.» Ο ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ OHM: «Σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα εφαρμόζουμε ορισμένη τάση U. Τότε, θα εμφανιστεί στο σύρμα ορισμένη ένταση I. Αφού η τάση είναι το αίτιο και το ρεύμα είναι το αποτέλεσμα, υπάρχει ποσοτική σχέση μεταξύ των δύο μεγεθών»:
I = U / R U = I · R R = U / I I = ΕΝΤΑΣΗ ΡΕΥΜΑΤΟΣ · U = ΤΑΣΗ ΡΕΥΜΑΤΟΣ · R = ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΑΓΩΓΟΥ«Η ένταση ρεύματος που διαρρέει έναν αγωγό είναι ανάλογη της τάσης που εφαρμόζεται στα άκρα και αντιστρόφως ανάλογη της αντίστασής του.»
-
Ο ΓΕΝΙΚΟΣ ΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ R (σελ. 125): «Γενικά, αντίσταση R ενός αγωγού ονομάζουμε το πηλίκο της τάσης που εφαρμόζεται στα άκρα του προς την ένταση του ρεύματος που το διαρρέει.» «Το μέγεθος R εκφράζει ποσοτικά την αντίσταση που συναντά το ρεύμα, καθώς περνά μέσα από τον αγωγό. Όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση του αγωγού, τόσο μικρότερο είναι το ρεύμα που τον διαρρέει, αν η τάση στα άκρα του είναι σταθερή.» Η ΜΟΝΑΔΑ: το Ωμ (Ω), όπου 1 Ω = 1V / 1A. «Αντίσταση 1Ω έχει εκείνο το σώμα που, όταν παρεμβάλλεται ανάμεσα σε δύο σημεία με διαφορά δυναμικού 1V, αφήνει να περνά μέσα από αυτό ρεύμα ενός Αμπέρ (1Α).» Επίσης 1 ΚΩ = 1000 Ω = 10³ Ω.
-
Η ΑΣΚΗΣΗ ΤΟΥ ΒΙΒΛΙΟΥ (σελ. 125) — εφαρμογή στην άρδευση:
ΔΕΔΟΜΕΝΑ: ηλεκτροβάνα σε προγραμματιστή, U = 24 V AC κατανάλωση όταν είναι ανοιχτή: 200 mA ΖΗΤΟΥΜΕΝΟ: η αντίσταση του πηνίου της ηλεκτροβάνας ΛΥΣΗ 200 mA = 0,2 A R = U / I = 24 V / 0,2 A = 120 Ω ΑΠΑΝΤΗΣΗ: «η αντίσταση του πηνίου της ηλεκτροβάνας είναι 120 Ω» -
ΑΓΩΓΟΙ - ΜΟΝΩΤΕΣ - ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ (υποσημ. 5)
ΑΓΩΓΟΙ ΜΙΚΡΗ αντίσταση → «τα διάφορα ΜΕΤΑΛΛΙΚΑ ΣΥΡΜΑΤΑ» ΜΟΝΩΤΕΣ ΠΟΛΥ ΜΕΓΑΛΗ → ΛΑΣΤΙΧΟ · ΓΥΑΛΙ · ΠΟΡΣΕΛΑΝΗ · ΟΡΥΚΤΕΛΑΙΟ ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ ΑΝΑΜΕΣΑ ΣΤΙΣ ΔΥΟ → η ΓΗ · το ΥΓΡΟ ΧΑΡΤΙ ⚠️ «ΚΑΝΕΝΑ ΣΩΜΑ ΔΕΝ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΘΕΩΡΗΘΕΙ ΤΕΛΕΙΟΣ ΑΓΩΓΟΣ, όπως επίσης ΚΑΝΕΝΑ ΣΩΜΑ ΔΕΝ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΕΙΝΑΙ ΤΕΛΕΙΟΣ ΜΟΝΩΤΗΣ.» ΤΟ ΦΥΣΙΚΟ ΑΙΤΙΟ: η αντίσταση «ΕΞΑΡΤΑΤΑΙ ΑΠΟ ΤΟΝ ΑΡΙΘΜΟ ΤΩΝ ΕΛΕΥΘΕΡΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ που διαθέτει ένα σώμα και είναι ΤΟΣΟ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΗ, ΟΣΟ ΜΙΚΡΟΤΕΡΟΣ είναι ο αριθμός των ελεύθερων ηλεκτρονίων»ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΙΑ (§9.6): «Η αντίσταση στη ροή του ρεύματος μπορεί να παρομοιαστεί με τις απώλειες πίεσης που προκαλούνται από τη ροή του νερού μέσα στο σωλήνα. Η αντίσταση προκαλεί πτώση τάσης. Η τριβή προκαλεί μείωση της πίεσης.»
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ηλεκτρική αντίσταση ονομάζουμε γενικά την ιδιότητα που παρουσιάζουν τα διάφορα σώματα να εμποδίζουν, άλλα λίγο και άλλα πολύ, τη δημιουργία ή διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος σε αυτά. Κατά τον νόμο του Ohm, η ένταση του ρεύματος που διαρρέει έναν αγωγό είναι ανάλογη της τάσης που εφαρμόζεται στα άκρα του και αντιστρόφως ανάλογη της αντίστασής του, δηλαδή η ένταση ισούται με το πηλίκο της τάσης προς την αντίσταση, ενώ το γινόμενο της έντασης επί την αντίσταση δίνει την τάση στα άκρα του αγωγού. Γενικά, αντίσταση ενός αγωγού ονομάζουμε το πηλίκο της τάσης που εφαρμόζεται στα άκρα του προς την ένταση του ρεύματος που τον διαρρέει· όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση, τόσο μικρότερο είναι το ρεύμα που τον διαρρέει, αν η τάση στα άκρα του είναι σταθερή. Μονάδα μέτρησης της αντίστασης είναι το Ωμ, όπου ένα Ωμ ισούται με ένα Volt προς ένα Αμπέρ· αντίσταση ενός Ωμ έχει εκείνο το σώμα που, όταν παρεμβάλλεται ανάμεσα σε δύο σημεία με διαφορά δυναμικού ενός Volt, αφήνει να περνά μέσα από αυτό ρεύμα ενός Αμπέρ. Ισχύει επίσης ότι ένα κιλοώμ ισούται με χίλια Ωμ. Ανάλογα με την αντίστασή τους, τα σώματα διακρίνονται σε αγωγούς, που παρουσιάζουν μικρή αντίσταση, όπως τα μεταλλικά σύρματα, σε μονωτές ή μονωτικά, που παρουσιάζουν πολύ μεγάλη, όπως το λάστιχο, το γυαλί, η πορσελάνη και το ορυκτέλαιο, και σε ημιαγωγούς, που βρίσκονται ανάμεσα στις δύο κατηγορίες, όπως η γη και το υγρό χαρτί, ενώ κανένα σώμα δεν μπορεί να θεωρηθεί τέλειος αγωγός ή τέλειος μονωτής. Παράδειγμα εφαρμογής: μια ηλεκτροβάνα σε προγραμματιστή τάσης 24 Volt με κατανάλωση 200 χιλιοστοαμπέρ, δηλαδή 0,2 Αμπέρ, έχει αντίσταση πηνίου 24 προς 0,2, δηλαδή 120 Ωμ.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Οι παράγοντες που επηρεάζουν την αντίσταση ενός αγωγού
Ερώτηση: Να αναφέρετε τους παράγοντες από τους οποίους επηρεάζεται η αντίσταση ενός αγωγού.
Απάντηση:
-
ΟΙ ΤΡΕΙΣ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ (υποσημ. 6, σελ. 125), αυτούσια: «Η αντίσταση ενός αγωγού επηρεάζεται από: α. Το υλικό κατασκευής του: Ο χαλκός έχει μικρότερη αντίσταση από το πλαστικό. β. Το μήκος του: Όσο μεγαλύτερο μήκος έχει ο αγωγός, τόσο μεγαλύτερη αντίσταση παρουσιάζει. γ. Τη διατομή του: Όσο μικρότερη είναι η διατομή, τόσο μεγαλύτερη η αντίσταση.»
-
ΣΧΗΜΑΤΙΚΑ — ΟΙ ΤΡΕΙΣ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ α) ΥΛΙΚΟ ΧΑΛΚΟΣ ▓▓▓▓ → ΜΙΚΡΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΠΛΑΣΤΙΚΟ ░░░░ → ΜΕΓΑΛΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ β) ΜΗΚΟΣ ────── R ────────────────── 3R ↑ ΜΗΚΟΣ → ↑ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ γ) ΔΙΑΤΟΜΗ ▬▬▬▬▬▬ ΧΟΝΤΡΟΣ → ΜΙΚΡΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ────── ΛΕΠΤΟΣ → ΜΕΓΑΛΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ Ο ΤΥΠΟΣ (υποσημ. 7): R = ρ · L / S ρ = ΕΙΔΙΚΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ (υλικό) — για τον ΧΑΛΚΟ 0,018 Ω·mm²·m⁻¹ L = ΜΗΚΟΣ ΑΓΩΓΟΥ (m) → στον ΑΡΙΘΜΗΤΗ (ανάλογη) S = ΔΙΑΤΟΜΗ ΑΓΩΓΟΥ (mm²) → στον ΠΑΡΟΝΟΜΑΣΤΗ (αντιστρόφως ανάλογη) -
Η ΦΥΣΙΚΗ ΕΞΗΓΗΣΗ ΤΗΣ ΔΙΑΤΟΜΗΣ (υποσημ. 6), αυτούσια: «Όσο μικρότερος (λεπτότερος) ο αγωγός, τόσο λιγότερος χώρος υπάρχει για να κινηθούν τα ελεύθερα ηλεκτρόνια. Ας θυμηθούμε ότι όλα αυτά είναι αρνητικά φορτισμένα και απωθούνται. Αρνούνται να στριμωχθούν μεταξύ τους. Η απαίτηση για χώρο ή ελευθερία κινήσεων εμποδίζει πάρα πολλά ηλεκτρόνια να κινηθούν μαζί σε ένα λεπτό αγωγό την ίδια στιγμή.» ⚠️ Ο ΚΙΝΔΥΝΟΣ: «Η υπερβολική ροή των ηλεκτρονίων μέσα από τον αγωγό προκαλεί θέρμανση που τελικά μπορεί να προκαλέσει καταστροφή (κάψιμο) του ίδιου του αγωγού που περνούν.» ΤΟ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΤΟΥ ΒΙΒΛΙΟΥ: «Παρατηρήστε τη διαφορά της διατομής ενός αγωγού που δίνει ρεύμα σε μια λάμπα δωματίου και ενός αγωγού που δίνει ρεύμα σε ένα ηλεκτρικό καλοριφέρ ή σε ένα ηλεκτρικό σίδερο. Θα δείτε ότι το καλώδιο της λάμπας είναι σαφέστατα λεπτότερο από τα άλλα.»
-
Η ΕΠΙΒΕΒΑΙΩΣΗ ΑΠΟ ΤΟΝ ΠΙΝΑΚΑ 9.1 — αντίσταση χάλκινων αγωγών ανά 1000 m:
ΔΙΑΤΟΜΗ (mm²) ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΑΝΑ 1000 m (Ω) 0,5 36,20 ▲ ΜΙΚΡΗ ΔΙΑΤΟΜΗ → ΜΕΓΑΛΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ 0,75 24,13 │ 1,0 18,10 │ 1,5 12,10 │ 2,5 7,41 │ 4,0 4,61 │ 6,0 3,08 ▼ ΜΕΓΑΛΗ ΔΙΑΤΟΜΗ → ΜΙΚΡΗ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΕΠΑΛΗΘΕΥΣΗ: 12x η διατομή (0,5 → 6,0) ⇒ ~12x μικρότερη αντίσταση (36,20 / 3,08 ≈ 11,8)Η ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΣΥΝΕΠΕΙΑ ΣΤΗΝ ΑΡΔΕΥΣΗ (§9.5.1): «Όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος του καλωδίου από τον προγραμματιστή προς την ηλεκτροβάνα, τόσο αυξάνει η πιθανότητα πτώσης της τάσης… κατά τον ίδιο τρόπο χρησιμοποιούμε ένα μεγαλύτερης διατομής αγωγό, για τη μείωση των απωλειών τάσης σε μεγάλες αποστάσεις.»
Σύνοψη: (ενδεικτική) Η αντίσταση ενός αγωγού επηρεάζεται από τρεις παράγοντες. Πρώτον, από το υλικό κατασκευής του: ο χαλκός έχει μικρότερη αντίσταση από το πλαστικό. Δεύτερον, από το μήκος του: όσο μεγαλύτερο μήκος έχει ο αγωγός, τόσο μεγαλύτερη αντίσταση παρουσιάζει. Τρίτον, από τη διατομή του: όσο μικρότερη είναι η διατομή, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση, γιατί όσο λεπτότερος είναι ο αγωγός, τόσο λιγότερος χώρος υπάρχει για να κινηθούν τα ελεύθερα ηλεκτρόνια, τα οποία, όντας αρνητικά φορτισμένα, απωθούνται και αρνούνται να στριμωχθούν μεταξύ τους. Οι τρεις παράγοντες συνοψίζονται στον τύπο της ωμικής αντίστασης, κατά τον οποίο η αντίσταση ισούται με το γινόμενο της ειδικής αντίστασης του υλικού επί το μήκος του αγωγού, διά τη διατομή του· για τον χαλκό η ειδική αντίσταση είναι 0,018. Σημειώνεται ότι η υπερβολική ροή των ηλεκτρονίων μέσα από λεπτό αγωγό προκαλεί θέρμανση, που τελικά μπορεί να οδηγήσει σε καταστροφή, δηλαδή κάψιμο, του ίδιου του αγωγού· γι' αυτό το καλώδιο μιας λάμπας δωματίου είναι σαφέστατα λεπτότερο από το καλώδιο ενός ηλεκτρικού καλοριφέρ ή σίδερου. Η σχέση διατομής και αντίστασης φαίνεται και στον πίνακα του βιβλίου, όπου η αντίσταση ανά χίλια μέτρα πέφτει από 36,20 Ωμ για διατομή μισού τετραγωνικού χιλιοστού σε 3,08 Ωμ για διατομή έξι τετραγωνικών χιλιοστών.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ο τύπος των καλωδίων των αρδευτικών δικτύων
Ερώτηση: Να αναφέρετε και να περιγράψετε τον τύπο των καλωδίων που χρησιμοποιούνται στα αρδευτικά δίκτυα.
Απάντηση:
-
Ο ΟΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΚΑΛΩΔΙΟΥ (§9.5, σελ. 126): «Καλώδια είναι το σύνολο δύο ή περισσότερων μονωμένων χάλκινων αγωγών, που βρίσκονται μέσα στο ίδιο μονωτικό περίβλημα και χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά του ηλεκτρικού ρεύματος.» (Εικ. 9.4 «Χάλκινος αγωγός»)
-
Ο ΤΥΠΟΣ ΝΥΥ / J1VV — αυτούσια: «Ο τύπος των καλωδίων που χρησιμοποιούνται στα αρδευτικά δίκτυα είναι ΝΥΥ ή J1VV (με συμπαγείς χάλκινους αγωγούς) και η μορφή που διατίθεται στο εμπόριο μπορεί να είναι δύο αγωγών (διπολικό), τριών αγωγών (τριπολικό), τεσσάρων αγωγών (τετραπολικό), πέντε αγωγών (πενταπολικό) και επτά αγωγών (επταπολικό). Η ονομαστική τάση των αγωγών αυτών είναι μέχρι 1000V.»
ΝΥΥ / J1VV — ΣΥΜΠΑΓΕΙΣ ΧΑΛΚΙΝΟΙ ΑΓΩΓΟΙ 2 αγωγοί → ΔΙΠΟΛΙΚΟ 5 αγωγοί → ΠΕΝΤΑΠΟΛΙΚΟ 3 αγωγοί → ΤΡΙΠΟΛΙΚΟ 7 αγωγοί → ΕΠΤΑΠΟΛΙΚΟ 4 αγωγοί → ΤΕΤΡΑΠΟΛΙΚΟ ΟΝΟΜΑΣΤΙΚΗ ΤΑΣΗ: ΜΕΧΡΙ 1000 V ╭──────────────────╮ │ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ │ ← ΜΟΝΩΜΕΝΟΙ ΧΑΛΚΙΝΟΙ ΑΓΩΓΟΙ ╰──────────────────╯ (διαφορετικοί χρωματισμοί) ▲ ΚΟΙΝΟ ΜΟΝΩΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΛΗΜΑ -
Ο ΤΥΠΟΣ UF: «Τα τελευταία χρόνια στην αγορά κυκλοφορούν καλώδια αμερικανικής προέλευσης γνωστά ως UF με δύο έως δεκαπέντε αγωγούς και ονομαστική τάση 600V.» ⚠️ «Οι μονώσεις των αγωγών μέσα στα καλώδια έχουν διαφορετικούς χρωματισμούς, για να ξεχωρίζουν εύκολα.»
ΝΥΥ / J1VV UF ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ — ΑΜΕΡΙΚΑΝΙΚΗ ΑΓΩΓΟΙ 2, 3, 4, 5, 7 2 ΕΩΣ 15 ΟΝΟΜΑΣΤΙΚΗ ΤΑΣΗ ΜΕΧΡΙ 1000 V 600 V ΑΓΩΓΟΙ ΣΥΜΠΑΓΕΙΣ ΧΑΛΚΙΝΟΙ — -
ΤΟ ΑΛΛΟ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΟ — Η ΔΙΑΤΟΜΗ: «Ένα άλλο χαρακτηριστικό των καλωδίων είναι η επιφάνεια της διατομής των αγωγών τους.»
ΠΙΝΑΚΑΣ 9.1 — «Η αντίσταση που παρουσιάζουν οι χάλκινοι αγωγοί ανά 1000 m μήκος» ΜΕΓΕΘΟΣ ΑΓΩΓΟΥ (ΚΑΡΕ) (mm²) ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΑΝΑ 1000 m (Ω) 0,5 36,20 0,75 24,13 1,0 18,10 1,5 12,10 2,5 7,41 4,0 4,61 6,0 3,08Η ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗ (σελ. 129): «Τα περισσότερα αρδευτικά δίκτυα δεν απαιτούν καλωδιώσεις μήκους μεγαλύτερου των 400 m. Χρησιμοποιώντας λοιπόν καλώδια με διατομή 1,5 mm², έχουμε καλύψει με μεγάλη ασφάλεια τις ηλεκτρικές απαιτήσεις του δικτύου μας.»
Σύνοψη: (ενδεικτική) Καλώδια είναι το σύνολο δύο ή περισσότερων μονωμένων χάλκινων αγωγών, που βρίσκονται μέσα στο ίδιο μονωτικό περίβλημα και χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά του ηλεκτρικού ρεύματος. Ο τύπος των καλωδίων που χρησιμοποιούνται στα αρδευτικά δίκτυα είναι ΝΥΥ ή J1VV, με συμπαγείς χάλκινους αγωγούς, και η μορφή που διατίθεται στο εμπόριο μπορεί να είναι δύο αγωγών, δηλαδή διπολικό, τριών αγωγών, δηλαδή τριπολικό, τεσσάρων αγωγών, δηλαδή τετραπολικό, πέντε αγωγών, δηλαδή πενταπολικό, και επτά αγωγών, δηλαδή επταπολικό· η ονομαστική τάση των αγωγών αυτών είναι μέχρι 1000 Volt. Τα τελευταία χρόνια κυκλοφορούν στην αγορά και καλώδια αμερικανικής προέλευσης, γνωστά ως UF, με δύο έως δεκαπέντε αγωγούς και ονομαστική τάση 600 Volt. Οι μονώσεις των αγωγών μέσα στα καλώδια έχουν διαφορετικούς χρωματισμούς, για να ξεχωρίζουν εύκολα. Ένα άλλο χαρακτηριστικό των καλωδίων είναι η επιφάνεια της διατομής των αγωγών τους, η οποία καθορίζει και την αντίσταση που παρουσιάζουν ανά χίλια μέτρα μήκους: από 36,20 Ωμ για διατομή μισού τετραγωνικού χιλιοστού έως 3,08 Ωμ για διατομή έξι τετραγωνικών χιλιοστών. Πρακτικά, επειδή τα περισσότερα αρδευτικά δίκτυα δεν απαιτούν καλωδιώσεις μήκους μεγαλύτερου των τετρακοσίων μέτρων, με καλώδια διατομής ενάμισι τετραγωνικού χιλιοστού καλύπτονται με μεγάλη ασφάλεια οι ηλεκτρικές απαιτήσεις του δικτύου.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Τα κριτήρια επιλογής της διατομής των καλωδίων
Ερώτηση: Ποια είναι τα κριτήρια επιλογής της διατομής των καλωδίων;
Απάντηση:
-
ΤΑ ΤΡΙΑ ΚΡΙΤΗΡΙΑ (§9.5.1, σελ. 128), αυτούσια: «Για την επιλογή της διατομής των καλωδίων υπάρχουν τρία κριτήρια που θα πρέπει να ληφθούν υπόψη: 1. Η απόσταση των ηλεκτροβαλβίδων από τον προγραμματιστή, 2. Η στατική πίεση του νερού στις ηλεκτροβάνες, 3. Ο αριθμός των ηλεκτροβανών που συνδέονται στον ίδιο σταθμό του προγραμματιστή.»
-
ΠΩΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΕΙ ΤΟ ΚΑΘΕ ΚΡΙΤΗΡΙΟ
① ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΒΑΛΒΙΔΩΝ - ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΤΗ «Όσο ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΟ είναι το ΜΗΚΟΣ ΤΟΥ ΚΑΛΩΔΙΟΥ… ΤΟΣΟ ΑΥΞΑΝΕΙ Η ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑ ΠΤΩΣΗΣ ΤΗΣ ΤΑΣΗΣ κατά τη διαδρομή του ηλεκτρικού ρεύματος» ➜ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΟ ΜΗΚΟΣ ⇒ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΗ ΔΙΑΤΟΜΗ ② ΣΤΑΤΙΚΗ ΠΙΕΣΗ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΣΤΙΣ ΗΛΕΚΤΡΟΒΑΝΕΣ ➜ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΗ ΠΙΕΣΗ ⇒ το πηνίο πρέπει να ΝΙΚΗΣΕΙ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΗ ΔΥΝΑΜΗ για να ανοίξει ⇒ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΗ ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΗ ΕΝΤΑΣΗ ⇒ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΗ ΔΙΑΤΟΜΗ ③ ΑΡΙΘΜΟΣ ΗΛΕΚΤΡΟΒΑΝΩΝ ΣΤΟΝ ΙΔΙΟ ΣΤΑΘΜΟ ➜ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΕΣ ΒΑΝΕΣ ΜΑΖΙ ⇒ ΑΘΡΟΙΣΤΙΚΑ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΗ ΕΝΤΑΣΗ στον ίδιο αγωγό ⇒ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΗ ΔΙΑΤΟΜΗ -
Η ΑΝΑΛΟΓΙΑ ΜΕ ΤΗΝ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ — το βιβλίο τη διατυπώνει ρητά: «Όπως ακριβώς θα χρησιμοποιούσαμε ένα μεγάλο σωλήνα, για να μειώσουμε τις απώλειες πίεσης λόγω τριβών, κατά τον ίδιο τρόπο χρησιμοποιούμε ένα μεγαλύτερης διατομής αγωγό, για τη μείωση των απωλειών τάσης σε μεγάλες αποστάσεις.»
ΥΔΡΑΥΛΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΜΕΓΑΛΟΣ ΣΩΛΗΝΑΣ ΜΕΓΑΛΗ ΔΙΑΤΟΜΗ ΑΓΩΓΟΥ ↓ ↓ ΜΙΚΡΟΤΕΡΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΠΙΕΣΗΣ ΜΙΚΡΟΤΕΡΕΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΤΑΣΗΣ ΛΟΓΩ ΤΡΙΒΩΝ ΣΕ ΜΕΓΑΛΕΣ ΑΠΟΣΤΑΣΕΙΣ -
Ο ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ (υποσημ. 7): «Ο υπολογισμός του μήκους ή της διατομής των αγωγών … γίνεται με τη βοήθεια του τύπου που μας δίνει την ωμική αντίσταση των αγωγών»:
R = ρ · L / S R = ωμική αντίσταση (Ω) L = μήκος αγωγού (m) S = διατομή αγωγού (mm²) ρ = ειδική αντίσταση — για τον ΧΑΛΚΟ 0,018 Ω·mm²·m⁻¹ R = ΔU / I ΔU = η ΕΠΙΤΡΕΠΟΜΕΝΗ ΠΤΩΣΗ ΤΑΣΗΣ (3 V) των 24 V I = η ΕΝΤΑΣΗ ΤΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ που καταναλώνεται στις ηλεκτροβάνεςΟ ΠΡΑΚΤΙΚΟΣ ΚΑΝΟΝΑΣ (σελ. 129): «Τα περισσότερα αρδευτικά δίκτυα δεν απαιτούν καλωδιώσεις μήκους μεγαλύτερου των 400 m. Χρησιμοποιώντας λοιπόν καλώδια με διατομή 1,5 mm², έχουμε καλύψει με μεγάλη ασφάλεια τις ηλεκτρικές απαιτήσεις του δικτύου μας.»
Σύνοψη: (ενδεικτική) Για την επιλογή της διατομής των καλωδίων υπάρχουν τρία κριτήρια που πρέπει να ληφθούν υπόψη: πρώτον, η απόσταση των ηλεκτροβαλβίδων από τον προγραμματιστή, δεύτερον, η στατική πίεση του νερού στις ηλεκτροβάνες, και τρίτον, ο αριθμός των ηλεκτροβανών που συνδέονται στον ίδιο σταθμό του προγραμματιστή. Ως προς το πρώτο, όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος του καλωδίου από τον προγραμματιστή προς την ηλεκτροβάνα, τόσο αυξάνει η πιθανότητα πτώσης της τάσης κατά τη διαδρομή του ηλεκτρικού ρεύματος· όπως ακριβώς θα χρησιμοποιούσαμε έναν μεγάλο σωλήνα για να μειώσουμε τις απώλειες πίεσης λόγω τριβών, κατά τον ίδιο τρόπο χρησιμοποιούμε αγωγό μεγαλύτερης διατομής για τη μείωση των απωλειών τάσης σε μεγάλες αποστάσεις. Ο υπολογισμός του μήκους ή της διατομής γίνεται με τον τύπο της ωμικής αντίστασης, κατά τον οποίο η αντίσταση ισούται με την ειδική αντίσταση επί το μήκος διά τη διατομή, με ειδική αντίσταση χαλκού 0,018, ενώ η αντίσταση ισούται επίσης με την επιτρεπόμενη πτώση τάσης, που είναι 3 Volt από τα 24, διά την ένταση του ρεύματος που καταναλώνεται στις ηλεκτροβάνες. Πρακτικά, επειδή τα περισσότερα αρδευτικά δίκτυα δεν απαιτούν καλωδιώσεις μήκους μεγαλύτερου των τετρακοσίων μέτρων, με καλώδια διατομής ενάμισι τετραγωνικού χιλιοστού καλύπτονται με μεγάλη ασφάλεια οι ηλεκτρικές απαιτήσεις του δικτύου.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ομοιότητες και διαφορές ηλεκτρολογικών και υδραυλικών όρων
Ερώτηση: Να αναφέρετε τις ομοιότητες και τις διαφορές, που υπάρχουν ανάμεσα στους βασικούς ηλεκτρολογικούς και υδραυλικούς όρους.
Απάντηση:
-
Το βιβλίο αφιερώνει ολόκληρη υποενότητα (§9.6, σελ. 129) στην αντιστοίχιση. Οι ομοιότητες είναι στην έννοια και τη συμπεριφορά, οι διαφορές στο μέσο (ηλεκτρόνια σε αγωγό ≠ νερό σε σωλήνα) και στα μεγέθη/μονάδες.
① ΤΑΣΗ ←→ ΠΙΕΣΗ «ΤΑΣΗ είναι η ΔΥΝΑΜΗ ΠΟΥ ΣΠΡΩΧΝΕΙ ΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ ΝΑ ΚΙΝΗΘΟΥΝ ΠΑΝΩ ΣΕ ΕΝΑΝ ΑΓΩΓΟ.» «ΠΙΕΣΗ είναι η ΔΥΝΑΜΗ ΠΟΥ ΣΠΡΩΧΝΕΙ ΤΟ ΝΕΡΟ ΝΑ ΚΙΝΗΘΕΙ ΜΕΣΑ ΣΕ ΕΝΑ ΣΩΛΗΝΑ.» ΟΜΟΙΟΤΗΤΑ: και οι δύο είναι η ΑΙΤΙΑ ΤΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ ΔΙΑΦΟΡΑ: ΤΑΣΗ σε VOLT · ΠΙΕΣΗ σε ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΕΣ / bar -
② ΕΝΤΑΣΗ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ←→ ΠΑΡΟΧΗ «ΕΝΤΑΣΗ ΡΕΥΜΑΤΟΣ είναι η ΠΟΣΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ ΠΟΥ ΡΕΕΙ ΣΕ ΕΝΑΝ ΑΓΩΓΟ ΣΤΗ ΜΟΝΑΔΑ ΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ.» «ΠΑΡΟΧΗ είναι η ΠΟΣΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΠΟΥ ΡΕΕΙ ΣΕ ΕΝΑΝ ΑΓΩΓΟ ΣΤΗ ΜΟΝΑΔΑ ΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ.» ΟΜΟΙΟΤΗΤΑ: ΙΔΙΑ ΑΚΡΙΒΩΣ ΔΙΑΤΥΠΩΣΗ — «ποσότητα … στη μονάδα του χρόνου» ΔΙΑΦΟΡΑ: ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ (ΑΜΠΕΡ) ≠ ΝΕΡΟ (m³/h, lt/h) ③ ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ←→ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΠΙΕΣΗΣ / ΤΡΙΒΗ «Η ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΣΤΗ ΡΟΗ ΤΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ μπορεί να ΠΑΡΟΜΟΙΑΣΤΕΙ ΜΕ ΤΙΣ ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΠΙΕΣΗΣ που προκαλούνται από τη ροή του νερού μέσα στο σωλήνα.» ④ ΤΟ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ «Η ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΠΡΟΚΑΛΕΙ ΠΤΩΣΗ ΤΑΣΗΣ.» «Η ΤΡΙΒΗ ΠΡΟΚΑΛΕΙ ΜΕΙΩΣΗ ΤΗΣ ΠΙΕΣΗΣ.» ⑤ ΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ — ΤΑΥΤΙΖΟΝΤΑΙ ΠΛΗΡΩΣ «Η ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ ΕΞΑΡΤΑΤΑΙ ΑΠΟ ΤΟ ΜΗΚΟΣ ΤΟΥ ΑΓΩΓΟΥ ΚΑΙ ΤΗ ΔΙΑΤΟΜΗ ΤΟΥ.» «Η ΤΡΙΒΗ ΕΞΑΡΤΑΤΑΙ ΑΠΟ ΤΟ ΜΗΚΟΣ ΤΟΥ ΣΩΛΗΝΑ ΚΑΙ ΤΗ ΔΙΑΤΟΜΗ ΤΟΥ.» -
Η ΣΥΝΟΨΗ ΤΟΥ ΒΙΒΛΙΟΥ — αυτούσια: «Ο χάλκινος ηλεκτρικός αγωγός λειτουργεί όπως και ο αρδευτικός σωλήνας: όσο μικρότερη διατομή έχει ο αγωγός (ή ο σωλήνας), τόσο μικρότερη θα είναι η ροή των ηλεκτρονίων (ή του νερού) που θα μεταφέρει και αντίστροφα.»
ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΤΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΙΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΑΓΩΓΟΣ (χάλκινος) ←→ ΣΩΛΗΝΑΣ (πολυαιθυλενίου) ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ ←→ ΝΕΡΟ ΤΑΣΗ (V) ←→ ΠΙΕΣΗ (atm) ΕΝΤΑΣΗ (Α) ←→ ΠΑΡΟΧΗ (m³/h) ΑΝΤΙΣΤΑΣΗ (Ω) ←→ ΤΡΙΒΗ / ΑΠΩΛΕΙΕΣ ΠΙΕΣΗΣ ΠΤΩΣΗ ΤΑΣΗΣ ←→ ΜΕΙΩΣΗ ΠΙΕΣΗΣ ΜΗΚΟΣ + ΔΙΑΤΟΜΗ ←→ ΜΗΚΟΣ + ΔΙΑΤΟΜΗ -
ΟΙ ΟΥΣΙΑΣΤΙΚΕΣ ΔΙΑΦΟΡΕΣ — πέρα από τις αναλογίες:
· ΤΟ ΜΕΣΟ: ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ (άυλα σωματίδια, «κανένας μας δεν έχει δει ποτέ τον ηλεκτρισμό») ≠ ΝΕΡΟ (υλικό ρευστό, ορατό και μετρήσιμο) · ΤΟ ΚΥΚΛΩΜΑ: το ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΚΥΚΛΩΜΑ πρέπει να είναι ΚΛΕΙΣΤΟ — «Όλα τα ηλεκτρικά κυκλώματα πρέπει να είναι ΚΛΕΙΣΤΑ… και στη συνέχεια το ηλεκτρικό ρεύμα να ΕΠΙΣΤΡΕΦΕΙ». Το ΑΡΔΕΥΤΙΚΟ ΔΙΚΤΥΟ είναι ΑΝΟΙΚΤΟ: το νερό ΒΓΑΙΝΕΙ από τους εκτοξευτήρες και ΔΕΝ ΕΠΙΣΤΡΕΦΕΙ · ΟΙ ΜΟΝΑΔΕΣ και τα ΟΡΓΑΝΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ είναι εντελώς διαφορετικά (αμπερόμετρο/βολτόμετρο ≠ μανόμετρο/υδρομετρητής) · Ο ΚΙΝΔΥΝΟΣ: το ηλεκτρικό ρεύμα «ΕΙΝΑΙ ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΟ ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΑΝΘΡΩΠΟΥΣ» — γι' αυτό και οι ηλεκτροβάνες τροφοδοτούνται με ΑΣΦΑΛΗ ΤΑΣΗ 24V
Σύνοψη: (ενδεικτική) Σύμφωνα με το βιβλίο, οι βασικοί ηλεκτρολογικοί και υδραυλικοί όροι αντιστοιχούν ζεύγη προς ζεύγη. Τάση είναι η δύναμη που σπρώχνει τα ηλεκτρόνια να κινηθούν πάνω σε έναν αγωγό, ενώ πίεση είναι η δύναμη που σπρώχνει το νερό να κινηθεί μέσα σε έναν σωλήνα. Ένταση ρεύματος είναι η ποσότητα των ηλεκτρονίων που ρέει σε έναν αγωγό στη μονάδα του χρόνου, ενώ παροχή είναι η ποσότητα του νερού που ρέει σε έναν αγωγό στη μονάδα του χρόνου. Η αντίσταση στη ροή του ρεύματος μπορεί να παρομοιαστεί με τις απώλειες πίεσης που προκαλούνται από τη ροή του νερού μέσα στον σωλήνα. Η αντίσταση προκαλεί πτώση τάσης, όπως η τριβή προκαλεί μείωση της πίεσης. Η αντίσταση εξαρτάται από το μήκος του αγωγού και τη διατομή του, όπως και η τριβή εξαρτάται από το μήκος του σωλήνα και τη διατομή του. Συνολικά, ο χάλκινος ηλεκτρικός αγωγός λειτουργεί όπως και ο αρδευτικός σωλήνας: όσο μικρότερη διατομή έχει ο αγωγός ή ο σωλήνας, τόσο μικρότερη θα είναι η ροή των ηλεκτρονίων ή του νερού που θα μεταφέρει, και αντίστροφα. Οι διαφορές τους βρίσκονται στο μέσο μεταφοράς, αφού τα ηλεκτρόνια είναι αόρατα σωματίδια ενώ το νερό είναι υλικό ρευστό, στις μονάδες και τα όργανα μέτρησης, και στο ότι το ηλεκτρικό κύκλωμα πρέπει να είναι κλειστό ώστε το ρεύμα να επιστρέφει στον προγραμματιστή, ενώ το αρδευτικό δίκτυο είναι ανοικτό, αφού το νερό εξέρχεται από τους εκτοξευτήρες και δεν επιστρέφει.
Κριτήρια αξιολόγησης:
