Hoe kun je een negatieve spanning hebben?

Het eenvoudigste wat u hier kunt doen, is onthouden dat alleen verschillen in potentiële materie, en dat betekent dat we of trek een constante af van elke spanning in een systeem zonder het gedrag ervan te veranderen, zodat we elk negatief getal positief kunnen maken om u beter te laten voelen of net zo gemakkelijk alle positieve negatief kunnen maken.

In het kort , het is maar een nummer en je zou er geen zorgen over moeten maken dat het een teken heeft.

Opmerkingen

• Je moet het teken overwegen. Als $ \ Delta V = V_B – V_A > 0 $, betekent dit dat het elektrische potentieel in B hoger is dan in A. Als het negatief is, is het andersom. Dat ' is een belangrijk verschil, niet?
• Het verschil is hetzelfde, ongeacht of je een constante toevoegt aan alle termen om ze negatief of positief te maken
• Maar voltages kunnen niet worden opgeheven als je de tekens negeert?

Voltage is a verschil in potentiële energie voor elektrische ladingen, en potentialen worden gedefinieerd door krachten, zodat $ F = – \ nabla V $, waarbij $ V $ het potentieel is en $ F $ de kracht. Als je de potentiële $ V $ hebt bepaald, kun je nu elke gewenste constante toevoegen of elke functie $ f $ die niet afhankelijk is van coördinaten, omdat $ – \ nabla V = – \ nabla (V + f) $, zoals $ f $ is niet afhankelijk van coördinaten. Dit laatste is wat bekend staat als het instellen van een oorsprong van potentiële energie, iets waar je zeker van hebt gehoord. Welnu, in die functie $ f $ waar je je oorsprong voor potentialen instelt, kun je een negatieve spanning hebben tussen twee punten.

Een andere manier om de spanning te zien, is het werk dat u per ladingeenheid moet doen om die lading van het ene punt naar het andere te verplaatsen, zelfs hier, als we te maken hebben met verschillen, kunt u ook negatieve voltages hebben.

Als je het over circuits hebt, is al het bovenstaande van toepassing, je kunt een potentiaalverschil $ V $ instellen door, laten we zeggen, een batterij, dan kun je een apparaat gebruiken zodat de potentiële energie zelfs lager dan die ingesteld door het – teken van de batterij, aangezien u de potentiële oorsprong 0 voor die batterij instelt, dan zal dat punt een negatieve spanning hebben.

Stel dat u het elektrische potentiaalverschil wilt weten r meter verwijderd van een elektron dat in een lege ruimte zit. We zullen dit potentiële verschil aangeven e als $ V_e $.

Het elektrische potentiaalverschil beschrijft het verschil in potentiële energie van een positieve lading van een eenheid van het ene punt in de ruimte naar een ander en het werk dat wordt gedaan aan een positieve lading van een eenheid om deze van hetzelfde wijs naar de ander.

Dit geeft de vergelijking: $$ V_a-V_b = k \ frac {Q} {r_a} -k \ frac {Q} {r_b} $$

$ V_a $ is het uiteindelijke potentieel en $ V_b $ is de initiaal. In dit scenario is het gebruikelijk om $ V_b $ het nulreferentiepunt op $ r = \ infty $ te maken, wat $ r_b = \ infty $ en $ V_b = 0 $ maakt. Daarom wordt de vergelijking:

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

Omdat we kijken naar het potentiaalverschil van een elektron, $ Q = -e $, waarbij $ e $ gelijk is aan de elementaire lading. Dus in dit geval is de vergelijking:

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

Deze vergelijking geeft een negatieve waarde, ongeacht hoe ver weg is de positieve testlading van het elektron. Dit is logisch omdat een positieve puntlading op $ r_b = \ infty $ potentiële energie verliest wanneer deze naar het elektron wordt gebracht (stroomafwaarts), en er negatief werk wordt verricht.

Als het elektron wordt vervangen door een proton , wordt het potentiële verschil, aangegeven met $ V_p $,: $$ V_p = k \ frac {e} {r_a} $$

Als je een proton en een elektron hebt, bereken je eenvoudig $ V_e + V_p $, omdat elektrisch potentieel een scalaire hoeveelheid is.

Opmerkingen

• Hallo Bionic Person en welkom bij Physics.SE! Raadpleeg dit help-bericht om te leren hoe u uw vergelijkingen op een manier leukere manier kunt schrijven, bijvoorbeeld in $ \ LaTeX $, om leesbaarheid verbeteren. Bedankt!

“negatief” voltage is relatief! Potentieel is potentieel. Als ik twee batterijen in serie heb aangesloten en volt meet vanaf het punt waar ze zijn aangesloten, meet ik + V aan het ene uiteinde en -V aan het andere. Dit is een basisvraag over elektronica en nu heb je een basisantwoord.