Hvordan kan du ha en negativ spenning?

Det enkleste å gjøre her er å huske at bare forskjeller i potensiell materie, og det betyr at vi kan legge til eller trekk en konstant fra hver spenning i et system uten å endre oppførselen, slik at vi kan gjengi et hvilket som helst negativt tall positivt for å få deg til å føle deg bedre eller like enkelt gjøre alle de positive negative.

Kort fortalt , det er bare et tall, og du bør ikke bekymre deg for at det skal være et tegn.

Kommentarer

• Du bør vurdere tegnet. Hvis $ \ Delta V = V_B – V_A > 0 $, betyr det at det elektriske potensialet i B er høyere enn i A. Hvis det er negativt, er det omvendt. At ' er en viktig forskjell, nei?
• Forskjellen er den samme uansett om du legger til en konstant i alle termer for å gjøre dem negative eller positive
• Men spenninger kan ikke avbrytes hvis du forsømmer skiltene?

Spenning er en forskjell på potensiell energi for elektriske ladninger, og potensialer er definert fra krefter, slik at $ F = – \ nabla V $, hvor $ V $ er potensialet og $ F $ er kraften. Når du har bestemt potensialet $ V $, kan du nå legge til en konstant du vil ha, eller en hvilken som helst funksjon $ f $ som ikke er avhengig av koordinater, fordi $ – \ nabla V = – \ nabla (V + f) $, som $ f $ avhenger ikke av koordinater. Denne siste tingen er det som er kjent som å sette en opprinnelse til potensiell energi, noe du sikkert har hørt om. Vel, i den funksjonen $ f $ der du setter opprinnelsen for potensialer, kan du ha negative spenninger mellom to punkter. p>

En annen måte å se spenningen på er arbeidet du må gjøre per enhetsenhet for å flytte den ladningen fra et punkt til et annet, selv her, når vi har å gjøre med forskjeller, kan du også ha negative spenninger.

Hvis du snakker om kretser, gjelder alt det ovennevnte, du kan angi en potensiell forskjell $ V $ med, la oss si, et batteri, så kan du bruke en enhet slik at den potensielle energien er enda lavere enn det som er angitt av – tegnet på batteriet, ettersom du setter den potensielle opprinnelsen 0 for det batteriet, vil det punktet ha en negativ spenning.

La oss si at du vil vite den elektriske potensialforskjellen r meter fra et elektron som sitter i et tomrom. Vi vil betegne dette potensielle forskjellen e som $ V_e $.

Den elektriske potensialforskjellen beskriver forskjellen i potensiell energi til en enhets positiv ladning fra ett punkt i rommet til et annet og arbeidet som er utført på en enhets positiv ladning for å bære den fra den samme pek på den andre.

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

$ V_a $ er det endelige potensialet og $ V_b $ er begynnelsen. I dette scenariet er det vanlig å gjøre $ V_b $ til null referansepunkt ved $ r = \ infty $, noe som gjør $ r_b = \ infty $ og $ V_b = 0 $. Derfor blir ligningen:

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

Fordi vi ser på potensialforskjellen til et elektron, $ Q = -e $, hvor $ e $ tilsvarer den grunnleggende ladningen. Likningen er i dette tilfellet:

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

Denne ligningen gir en negativ verdi uansett hvordan langt unna er den positive testladningen fra elektronet. Dette er fornuftig fordi en positiv punktladning på $ r_b = \ infty $ mister potensiell energi når den føres mot elektronet (nedstrøms), og det gjøres negativt arbeid.

Hvis elektronet byttes ut med et proton , potensiell forskjell, betegnet med $ V_p $, blir: $$ V_p = k \ frac {e} {r_a} $$

Hvis du har et proton og et elektron, vil du ganske enkelt beregne $ V_e + V_p $, fordi elektrisk potensial er en skalar mengde.

Kommentarer

• Hei Bionic Person og velkommen til Physics.SE! Vennligst se dette hjelpepost for å lære hvordan du skriver ligningene dine på en måte finere måte, dvs. på $ \ LaTeX $, for å forbedre lesbarheten. Takk!

«negativ» spenning er relativ! Potensial er potensial. Hvis jeg har to batterier koblet i serie og måler volt fra punktet der de er koblet til, vil jeg måle + V i den ene enden og -V på den andre. Dette er et grunnleggende elektronikkspørsmål, og nå har du et grunnleggende svar.