Wie können Sie eine negative Spannung haben?

Das Einfachste, was Sie hier tun können, ist, sich daran zu erinnern, dass nur Unterschiede in der potenziellen Materie bestehen und dass wir hinzufügen können oder subtrahieren Sie eine Konstante von jeder Spannung in einem System, ohne dessen Verhalten zu ändern, damit wir jede negative Zahl positiv machen können, damit Sie sich besser fühlen, oder genauso einfach alle positiven negativ.

Kurz gesagt , es ist nur eine Zahl und Sie sollten sich nicht darüber ärgern, dass sie ein Zeichen hat.

Kommentare

• Sie sollten das Zeichen berücksichtigen. Wenn $ \ Delta V = V_B – V_A > 0 $, bedeutet dies, dass das elektrische Potential in B höher ist als in A. Wenn es negativ ist, ist es umgekehrt. Das ' ist ein wichtiger Unterschied, nein?
• Der Unterschied ist der gleiche, unabhängig davon, ob Sie allen Begriffen eine Konstante hinzufügen, um sie negativ oder positiv zu machen
• Aber Spannungen können nicht aufgehoben werden, wenn Sie die Vorzeichen vernachlässigen?

Spannung ist a Die Differenz der potentiellen Energie für elektrische Ladungen und Potentiale wird aus den Kräften definiert, so dass $ F = – \ nabla V $, wobei $ V $ das Potential und $ F $ die Kraft ist. Wenn Sie das Potential $ V $ bestimmt haben, können Sie jetzt jede gewünschte Konstante oder jede Funktion $ f $ hinzufügen, die nicht von Koordinaten abhängt, da $ – \ nabla V = – \ nabla (V + f) $, as $ f $ hängt nicht von Koordinaten ab. Diese letzte Sache wird als Setzen eines Ursprungs potentieller Energie bezeichnet, etwas, von dem Sie sicher gehört haben. Nun, in dieser Funktion $ f $, in der Sie Ihren Ursprung für Potentiale einstellen, können Sie negative Spannungen zwischen zwei Punkten haben.

Eine andere Möglichkeit, die Spannung zu sehen, ist die Arbeit, die Sie pro Ladungseinheit leisten müssen, um diese Ladung von einem Punkt zum anderen zu bewegen. Auch hier können negative Spannungen auftreten, wenn wir uns mit Unterschieden befassen.

Wenn Sie über Schaltkreise sprechen, gilt alles oben Genannte. Sie können eine Potentialdifferenz $ V $ durch eine Batterie einstellen, dann können Sie ein Gerät verwenden, so dass die potentielle Energie ist Wenn Sie den potenziellen Ursprung 0 für diese Batterie einstellen, ist dieser Punkt sogar noch niedriger als der durch das Vorzeichen der Batterie eingestellte Wert.

Nehmen wir an, Sie möchten die elektrische Potentialdifferenz in Metern Entfernung von einem in einer Leere befindlichen Elektron kennen. Wir werden diese Potentialdifferenz bezeichnen e als $ V_e $.

Die elektrische Potentialdifferenz beschreibt die Differenz der potentiellen Energie einer positiven Ladungseinheit von einem Punkt im Raum zum anderen und die Arbeit an einer positiven Ladungseinheit, um sie von derselben zu tragen Zeigen Sie auf den anderen.

Dies ergibt die folgende Gleichung: $$ V_a-V_b = k \ frac {Q} {r_a} -k \ frac {Q} {r_b} $$

$ V_a $ ist das endgültige Potential und $ V_b $ ist das anfängliche. In diesem Szenario ist es üblich, $ V_b $ zum Nullreferenzpunkt bei $ r = \ infty $ zu machen, wodurch $ r_b = \ infty $ und $ V_b = 0 $ werden. Daher lautet die Gleichung:

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

Da wir die Potentialdifferenz eines Elektrons betrachten, ist $ Q = -e $, wobei $ e $ der Grundgebühr entspricht. In diesem Fall lautet die Gleichung also:

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

Diese Gleichung ergibt einen negativen Wert, egal wie weit entfernt ist die positive Testladung vom Elektron. Dies ist sinnvoll, da eine positive Punktladung bei $ r_b = \ infty $ potenzielle Energie verliert, wenn sie in Richtung des Elektrons (stromabwärts) gebracht wird, und negative Arbeit geleistet wird.

Wenn das Elektron durch ein Proton ersetzt wird Die mit $ V_p $ bezeichnete Potentialdifferenz wird wie folgt: $$ V_p = k \ frac {e} {r_a} $$

Wenn Sie ein Proton und ein Elektron haben, berechnen Sie einfach $ V_e + V_p $, da das elektrische Potential eine skalare Größe ist.

Kommentare

• Hallo Bionic Person und willkommen bei Physics.SE! In in diesem Hilfepost erfahren Sie, wie Sie Ihre Gleichungen auf schönere Weise schreiben, dh in $ \ LaTeX $ Verbesserung der Lesbarkeit. Danke!

„negative“ Spannung ist relativ! Potenzial ist Potenzial. Wenn ich zwei Batterien in Reihe geschaltet habe und Volt an dem Punkt messe, an dem sie angeschlossen sind, messe ich + V an einem Ende und -V am anderen. Dies ist eine grundlegende Frage zur Elektronik, und jetzt haben Sie eine grundlegende Antwort.