La idea básica detrás de cualquier sistema hidráulico es muy simple: La fuerza que se aplica en un punto se transmite a otro punto utilizando un fluido incompresible. El fluido es casi siempre un aceite de algún tipo. La fuerza casi siempre se multiplica en el proceso. La siguiente imagen muestra el sistema hidráulico más simple posible:

Un sistema hidráulico simple que consta de dos pistones y un tubo lleno de aceite que los conecta. Haga clic en la flecha roja para ver la animación.

En este dibujo, dos pistones (rojos) caben en dos cilindros de vidrio llenos de aceite (azul claro) y conectados entre sí con un tubo lleno de aceite. Si aplica una fuerza descendente a un pistón (el izquierdo en este dibujo), entonces la fuerza se transmite al segundo pistón a través del aceite en la tubería. Dado que el aceite es incompresible, la eficiencia es muy buena: casi toda la fuerza aplicada aparece en el segundo pistón. Lo bueno de los sistemas hidráulicos es que la tubería que conecta los dos cilindros puede ser de cualquier longitud y forma, lo que le permite serpentear a través de todo tipo de cosas que separan los dos pistones. El tubo también puede bifurcarse, de modo que un cilindro maestro puede conducir más de un cilindro esclavo si se desea.

Lo bueno de los sistemas hidráulicos es que es muy fácil agregar multiplicación de fuerza (o división) al sistema. Si ha leído Cómo Funciona un Bloque y Aparejos o Cómo Funcionan los Engranajes, entonces sabe que la fuerza de intercambio por distancia es muy común en los sistemas mecánicos. En un sistema hidráulico, todo lo que hace es cambiar el tamaño de un pistón y cilindro en relación con el otro, como se muestra aquí:

Multiplicación hidráulica. El pistón de la derecha tiene una superficie nueve veces mayor que el pistón de la izquierda. Cuando se aplica fuerza al pistón izquierdo, moverá nueve unidades por cada unidad que se mueva el pistón derecho, y la fuerza se multiplica por nueve en el pistón derecho. Haga clic en la flecha roja para ver la animación.

Para determinar el factor de multiplicación, comience mirando el tamaño de los pistones. Supongamos que el pistón de la izquierda tiene 2 pulgadas de diámetro (radio de 1 pulgada), mientras que el pistón de la derecha tiene 6 pulgadas de diámetro (radio de 3 pulgadas). El área de los dos pistones es Pi * r2. Por lo tanto, el área del pistón izquierdo es de 3,14, mientras que el área del pistón derecho es de 28,26. El pistón de la derecha es 9 veces más grande que el pistón de la izquierda. Lo que eso significa es que cualquier fuerza aplicada al pistón izquierdo aparecerá 9 veces mayor en el pistón derecho. Por lo tanto, si aplica una fuerza de 100 libras hacia abajo al pistón izquierdo, aparecerá una fuerza de 900 libras hacia arriba a la derecha. El único inconveniente es que tendrá que presionar el pistón izquierdo 9 pulgadas para elevar el pistón derecho 1 pulgada.

Los frenos de su automóvil son un buen ejemplo de un sistema hidráulico básico impulsado por pistones. Cuando presiona el pedal del freno en su automóvil, está empujando el pistón en el cilindro maestro del freno. Cuatro pistones esclavos, uno en cada rueda, accionan para presionar las pastillas de freno contra el rotor del freno para detener el automóvil. (En realidad, en casi todos los autos en la carretera hoy en día, dos cilindros maestros impulsan dos cilindros esclavos cada uno. De esta manera, si uno de los cilindros maestros tiene un problema o resortes con una fuga, aún puede detener el automóvil.)

En la mayoría de los demás sistemas hidráulicos, los cilindros hidráulicos y los pistones están conectados a través de válvulas a una bomba que suministra aceite a alta presión. Aprenderá sobre estos sistemas en las siguientes secciones.