Hvordan kan du have en negativ spænding?

Den enkleste ting at gøre her er at huske, at kun forskelle i potentiel sag, og det betyder, at vi kan tilføje eller træk en konstant fra hver spænding i et system uden at ændre dens adfærd, så vi kan gøre ethvert negativt tal positivt for at få dig til at føle dig bedre eller lige så let gøre alle de positive negative.

Kort sagt , det er bare et tal, og du skal ikke bekymre dig om, at det har et tegn.

Kommentarer

• Du bør overveje tegnet. Hvis $ \ Delta V = V_B – V_A > 0 $, betyder det, at det elektriske potentiale i B er højere end i A. Hvis det er negativt, er det omvendt. At ' er en vigtig forskel, nej?
• Forskellen er den samme, uanset om du tilføjer en konstant til alle termer for at gøre dem negative eller positive
• Men spændinger kan ikke annulleres, hvis du forsømmer skiltene?

Spænding er en forskel på potentiel energi til elektriske ladninger, og potentialer defineres ud fra kræfter, så $ F = – \ nabla V $, hvor $ V $ er potentialet, og $ F $ er kraften. Når du har bestemt det potentielle $ V $, kan du nu tilføje en konstant, du ønsker, eller en hvilken som helst funktion $ f $, der ikke afhænger af koordinater, fordi $ – \ nabla V = – \ nabla (V + f) $, som $ f $ afhænger ikke af koordinater. Denne sidste ting er det, der kaldes at indstille en oprindelse for potentiel energi, noget du helt sikkert har hørt om. Nå, i den funktion $ f $ hvor du indstiller din oprindelse til potentialer, kan du have negative spændinger mellem to punkter.

En anden måde at se spændingen på er det arbejde, du skal udføre pr. enhedsopladning for at flytte den opladning fra et punkt til et andet, selv her, når vi har at gøre med forskelle, kan du også have negative spændinger.

Hvis du taler om kredsløb, gælder alt ovenstående, kan du indstille en potentiel forskel $ V $ ved, lad os sige, et batteri, så kan du bruge en enhed, så den potentielle energi er endnu lavere end det, der er angivet med – tegn på batteriet, da du indstiller den potentielle oprindelse 0 for det batteri, så vil dette punkt have en negativ spænding.

Lad os sige, at du vil vide den elektriske potentialeforskel r meter væk fra en elektron, der sidder i et tomrum i rummet. Vi vil betegne dette potentielle forskel e som $ V_e $.

Den elektriske potentialforskel beskriver forskellen i potentiel energi af en enheds positive ladning fra et punkt i rummet til et andet og arbejdet udført på en enheds positiv ladning for at bære den fra den samme peg på den anden.

Dette giver ligningen: $$ V_a-V_b = k \ frac {Q} {r_a} -k \ frac {Q} {r_b} $$

$ V_a $ er det endelige potentiale, og $ V_b $ er begyndelsen. I dette scenarie er det konventionelt at gøre $ V_b $ til nul-referencepunktet ved $ r = \ infty $, hvilket gør $ r_b = \ infty $ og $ V_b = 0 $. Derfor bliver ligningen:

$$ V_a = k \ frac {Q} {r_a} $$

Fordi vi ser på den potentielle forskel på en elektron, $ Q = -e $, hvor $ e $ er lig med den grundlæggende afgift. Ligningen er i dette tilfælde:

$$ V_e = k \ frac {-e} {r_a} $$

Denne ligning giver en negativ værdi, uanset hvordan langt væk er den positive testladning fra elektronen. Dette giver mening, fordi en positiv punktladning ved $ r_b = \ infty $ mister potentiel energi, når den bringes mod elektronen (nedstrøms), og negativt arbejde udføres.

Hvis elektronen udskiftes med en proton , den potentielle forskel, betegnet med $ V_p $, bliver: $$ V_p = k \ frac {e} {r_a} $$

Hvis du har en proton og et elektron, beregner du simpelthen $ V_e + V_p $, fordi elektrisk potentiale er en skalar mængde.

Kommentarer

• Hej Bionisk person og velkommen til Physics.SE! Se dette hjælpepost for at lære at skrive dine ligninger på en måde pænere måde dvs. på $ \ LaTeX $ for at forbedre læsbarheden. Tak!

“negativ” spænding er relativ! Potentiale er potentiale. Hvis jeg har to batterier tilsluttet i serie og måler volt fra det sted, hvor de er tilsluttet, måler jeg + V i den ene ende og -V på den anden. Dette er et grundlæggende elektronikspørgsmål, og nu har du et grundlæggende svar.