相信初學電學的人都聽過用水流水壓來比喻電流電壓的做法,但以我帶人實作電路的經驗,被水所侷限變成難以理解電學的人還比較多,最大的問題在於那些人連水流都搞不清......廢話!和流體力學相比,基本電學根本和藹可親,只不過基本電學弄懂之後面對的是複雜電路的複雜計算,但要是水管和幫浦也接成那麼複雜,你還能算得出來水流水壓嗎?
另一個造成問題的是生活中影響水流的因素比基本電學裡的還要多,導致了類比時的混亂,電學只有電壓V、電流I、電阻R三個參數,水流卻有水壓、流速、水管粗細、管路中雜物、水的慣性、位能高低等等,雖然假如我們固定住其中幾項,只留其中三項來和電壓電流電阻做對比的話,或許能夠很好的類比並獲得相似的算式,但這會需要先花時間說明有哪些參數要設為固定值,並且還是需要對方夠能正確計算流體的能力才行,現實中不同地方不同作者拿水和電比喻的參數也沒有統一,很多也只是圖個方便在當下解釋得通,換個場景就不行了。
拿水做比喻就是試圖利用一般人生活中對水的熟悉感,希望能將這股熟悉轉移到電學上面,但實際上一般人根本不具備運算流體的能力,對水的認識可能還包含了類似"重的東西都會比較快落地"這種生活經驗,這都可能造成對電的誤解,並在解電路問題的時候造成影響,以上是我最終不希望用水來比喻電的原因。
那有沒有甚麼更好的方法呢?老實說,我也沒想到有什麼能夠一步登天的解法,大多還是需要教學、實作和解題來熟悉電學,畢竟一個新領域的東西,本來就不容易透過舊經驗來類比領悟,而在我的學習經驗中,第一個讓我感受到接觸新領域的物理量是質量,最終還是得靠運動學等等的相關公式來熟悉質量的意涵,而不能隨便將質量解釋成跟重量有關的那個東西。