Комметарий к https://ilyabirman.ru/meanwhile/all/obyasnenie-cherez-analogiyu/
Не буду спорить с тезисом поста, я, с ним согласен, но попробую привести более физическую аналогию с водой.
Дело в том, что электричество и гравитация достаточно сильно похожи и одно иногда можно использовать как аналогию для другого (не забывая, что аналогии не бывают полными, так пока мы не видели тел отрицательной массы).
Давайте начнем не с цепи с током, а с законов взаимодействия: закона Кулона F = k * q1 * q2 / r^2 и закона тяготения F = G * m1 * m2 / r^2 (F — сила взаимодействия между точечными телами, q1 и q2 — заряды, измеряются в кулонах, m1 и m2 — массы, измеряются в килограммах, r — расстояние между телами, k и G — константы). Здесь уже видно, что можно провести аналогию между зарядами и массами, давайте так и поступим! Представим себе искусственный ручей (можно фонтан, душ, что нравится), в котором вода стекает под действием силы тяжести, а поднимается обратно насосом по трубе. Тогда ток воды будет аналогом электрического тока, то есть вместо количества заряда, который за секунду протекает через сечение провода (кулон / секунда = ампер) будет масса воды, протекающая в секунду (кг / с) через сечение ручья или трубы. Отлично, аналогию амперам уже нашли, что с вольтами? Начнем с напряжённости — удельной (на один кулон) электрической силе, действующей на заряд, F / q. Заметим, что аналог напряженности — это удельная сила (на один килограмм), действующая на воду, то есть ускорение свободного падения g. Напряжение же — это произведение напряженности на расстояние (это используется, например, при выводе всяких формул для конденсатора), то есть, в нашей аналогии, напряжение между верхней и нижней точкой ручья, высота которых отличается на h, — это g * h, знакомая формула? m * g * h — это потенциальная энергия воды в верхней точке, то есть g * h — это удельная (на килограмм) потенциальная энергия, кг * метр^2 / c^2 = джоуль / кг = ватт * c / кг, наш аналог напряжения в вольтах. Еще не потерялись? Смотрите, получается, что напряжение — это удельная энергия, если взять заряд q и умножить на напряжение U — получится просто энергия в джоулях (Вт * c), которая требуется на перемещение этого заряда. А что будет, если умножить напряжение на силу тока? Вернемся к нашей аналогии, получается удельная потенциальная энергия, умноженная на ток воды, но это же потенциальная энергия в секунду, что это за странная величина? В нашем ручье насос качает воду наверх, значит он должен совершать работу по перемещению воды нарщивая её потенциальную энергию, а работа в единицу времени — это просто мощность насоса (при 100% КПД), в ваттах. (Проверим: потенциальная энергия * ток воды = [Вт * с / кг] * [кг / с] = Вт) Получается достаточно хорошая аналогия, ведь напряжение, умноженное на силу тока, — это тоже мощность в ваттах, только мощность, которую выделяет наш источник тока. Эта же величина равна мощности нагрева нашего провода, если никакой полезной работы цепь не делает (закон Джоуля — Ленца), что, кстати, происходит и в ручье, где энергия расходуется, в основном, на нагрев воды и окружающей среды. Так что, если наш насос электрический (и идеальный, то есть в нем как раз ничего не греется), то проивзедение напряжения на силу тока в нём будет равно m * g * v, где m — масса всей воды в ручье, а v — скорость воды в вертикальной трубе. (Конечно, едва ли наш насос работает на постоянном токе, но не будем начинать здесь другую тему =)
Интересно, что аналогия между электромагнитизмом и гравитацией касается не только классической гравитации, но и Общей теории относительно, скажем гравитационные волны можно получить из гравитационных аналогов уравнений Максвелла, которые выводятся в приближении малого гравитационного поля, а сами гравитационные волны очень похожи на квадрупольное электромагнитное излучение, и тоже двигаются со скоростью света.