Co to jest napięcie ujemne?

Ktoś może mieć lepsze słowa, aby to wyjaśnić niż ja, ale najważniejszą rzeczą, o której musisz pamiętać, jest to, że napięcie jest różnicą potencjałów. W większości przypadków „różnica” jest różnicą między pewnym potencjałem a potencjałem ziemi. Kiedy ktoś mówi -5 V, mówi, że jesteś pod ziemią.

Musisz również pamiętać, że napięcie jest względne. Tak jak wspomniałem wcześniej, większość ludzi odnosi się do „ziemi”; ale co to jest masa? Można powiedzieć, że uziemienie jest uziemieniem, ale co w przypadku, gdy masz urządzenie zasilane bateryjnie, które nie ma kontaktu z masą. W takiej sytuacji musimy traktować dowolny punkt jako „masę”. Zwykle zacisk ujemny na baterii jest tym, co rozważamy na podstawie tego odniesienia.

Rozważmy teraz przypadek, że masz 2 baterie połączone szeregowo. Gdyby obie miały 5 woltów, powiedziałbyś, że masz łącznie 10 woltów.

Ale założenie, że otrzymujesz 0 / + 10 opiera się na „uziemieniu” jako ujemnym biegunie akumulatora, który nie styka się z drugim akumulatorem, a następnie na 10 V jako lokalizacji dodatniego bieguna, który nie jest „t dotykania drugiej baterii. W takiej sytuacji możemy zdecydować, że chcemy, aby połączenie między 2 bateriami było naszym” gr ound ”odniesienie. Dałoby to + 5v na jednym końcu i -5v na drugim końcu.

Oto, co próbowałem wyjaśnić:

+10v +++ +5v | | | | < Battery | | +5v --- 0v +++ | | | | < Another Battery | | 0v --- -5v 

Komentarze

• Dziękujemy. Zastanawiam się tylko: dlaczego urządzenia ” wybierają „, aby wymagać -5 woltów zamiast +5 woltów? Jeśli mam urządzenie, które ' jest zasilane przez ” normalny ” zasilacz, dlaczego nie ' t producent nie wymaga tylko +5 woltów? (Niektóre ekrany LC wymagają napięcia ujemnego)
• Jest to ' specyficzne dla urządzenia. Przeczytaj, jak LCD ' działa na poziomie technicznym i założę się, że ' wyjaśnię to.
• @michael, kontrast ekranu LCD stanowi odniesienie dla każdej z komórek. Może być przystosowany do zwykłego 3,3 V lub 5 V dla łatwej integracji, ale komórki mogą potrzebować więcej kropli, aby je odczytać (cząsteczki muszą być skręcone). Często wyświetlacze LCD 5 V mogą wykorzystywać kontrast 0 V, nawet bez zintegrowanej (-ve) pompy ładującej.
• @MichaelStum: Wiele kontrolerów LCD (szczególnie tych wzorowanych na Hitachi 44780) wymaga do działania zasilania 3,3 V-5 V logika i 3,3 V-12 V do zasilania szyby. W takich sytuacjach ' generalnie łatwiej jest mieć jedną wspólną szynę między dwoma dostawami niż cztery niezależne szyny. Hitachi uznał, że wygodniejsze jest posiadanie dwóch dostaw na szynie dodatniej niż ujemnej. Ponieważ wielkość napięcia zasilającego LCD może być wyższa lub niższa niż wielkość napięcia logicznego …
• …napięcie na ujemnym pinie zasilania wyświetlacza LCD może być powyżej lub poniżej napięcia na ujemnym pinie zasilania logiki. Zauważ, że z punktu widzenia projektowania logiki, logika ujemna to ” ziemia „, ale z punktu widzenia nomenklatury okablowania, dodatnia szyna jako ” ziemia ” uwydatnia fakt, że dwie ujemne szyny są niezależne i każda z nich może być wyższa lub niższa od inne.

Wyobraź sobie, że mierzysz wysokość samochodu. Możesz wziąć miarkę i zmierz odległość od podłoża do dachu samochodu. „Dach tego samochodu jest 4 stopy nad ziemią”.

Możesz także stanąć na dachu samochodu i powiesić tę samą taśmę zmierzyć do ziemi. „Podłoże znajduje się 4 stopy poniżej dachu tego samochodu”.

Napięcie działa w ten sam sposób. Znak minus to tylko konwencja, w taki sam sposób, w jaki samochód ma tej samej wysokości, niezależnie od tego, w jaki sposób ją mierzysz. Odwróć przewody multimetru i znak minus zniknie.

Komentarze

• Ziemia to też tylko konwencja. Możesz wybrać dowolny punkt w obwodzie i oznaczyć go jako uziemiony, ale my wybieramy konkretne punkty poza konwencją.
• @michaelStum, @pingswept, zawsze lubię przypominać ludziom, że istnieje potencjalna energia z wysokości, jeśli bierzesz fizykę. (mgh) jest energią potencjalną, jeśli wybiorę atmosferę jako odniesienie, wszyscy nagle mamy ujemną energię potencjalną.
• Dobre punkty, oboje.
• Odniesienie do grawitacyjnej energii potencjalnej ujemna, ustawiając ją na zero w nieskończoności. Potencjalna energia elektryczna jest ujemna między dwoma ładunkami o przeciwnym znaku i dodatnia między ładunkami o tym samym znaku. Powiedzmy, że ' oznacza spadek potencjału elektrycznego z 5 V do 3 V. Dodatni ładunek testowy q dodałby -2q do jego energii potencjalnej (stałby się mniej dodatni), podczas gdy ujemny ładunek testowy -q przyspieszyłby w drugim kierunku (+ 2 V, z 3 V do 5 V), ale także dodając -2q do jego potencjału energia (staje się bardziej negatywna). W obu przypadkach energia potencjalna spada.
• @eryksun: Chociaż ' jest prawdą, że energia potencjalna jest mierzona przyjmując zero w nieskończoności, jeśli myślimy w kategoriach wysokość (bardziej znana koncepcja i oryginalna powyżej), można zauważyć, że chociaż można zdefiniować wysokość bezwzględną (odległość od środka masy ' Ziemi), znajduje się ona w większość kontekstów jest bardziej pomocna przy definiowaniu wysokości względem czegoś, co ' jest trochę bliższe [np. ” naturalna ” wysokość terenu]. Jeśli np. dom jest zbudowany na płaskiej powierzchni, można opisać podłogę piwnicy jako mającą wysokość -2 metry w stosunku do otaczającego terenu.

Napięcie to różnica potencjału. Jeśli podłączę zacisk A urządzenia do potencjału 30 woltów, a zacisk B do potencjału 20 woltów. Potencjał od A do B wynosi 10 woltów, ale potencjał od B do A wynosi – 10 woltów.

Pomyśl o wysokim budynku Aby przejść z piętra 30 na piętro 20, zejdziesz o 10 pięter w dół.

och czemu nie ..

Aby powiedzieć, że w punkcie występuje napięcie + 5V A oznacza, że punkt A jest o 5 woltów bardziej dodatni niż wybrana masa.

Powiedzenie, że w punkcie B występuje napięcie -5 V, oznacza, że „masa” jest o 5 woltów bardziej dodatnia niż punkt B. p>

Znak po prostu informuje o biegunowości napięcia w odniesieniu do węzła uziemienia.

Na pierwszą część tego pytania odpowiedziano już bardzo dobrze.

Jeśli chodzi o drugą część, mógłbyś wyjąć najniższy zacisk zasilania z zasilacza i nazwać to 0V, a następnie każde inne napięcie byłoby dodatnie. Byłoby to jednak bardzo niewygodne dla wielu obwodów. Na przykład typowe źródła zasilania dla obwodu wzmacniacza operacyjnego to + 12V i -12V. Możesz zmienić oznaczenie wyjścia -12V jako „uziemienie”, wtedy stara masa będzie miała wartość + 12V, a stara + 12V – + 24V. Ponadto wszystkie twoje sygnały byłyby odniesione do + 12V i musiałbyś to wziąć pod uwagę za każdym razem, gdy mierzysz rzeczy. Ponadto duża moc jest wykorzystywana między najwyższą a średnią mocą wyjściową (w efekcie ładunek na górze wyjściowej pierwotnie pochodzi ze środkowej mocy i chce tam wrócić), to samo z najniższą mocą. Podsumowując, łatwiej jest oznaczyć środkowe wyjście 0 V (masa) i pracować z dodatnimi i ujemnymi napięciami.

Wszystko to polega na ignorowaniu problemów z uziemieniem. W rzeczywistości często wyjście uziemienia na zasilaniu jest dosłownie uziemione, a myślenie o całej Ziemi jako o napięciu + 12V byłoby po prostu dziwne.

Niektóre wzmacniacze operacyjne, na przykład weteran 741, wymagają zasilania dwoma napięciami, jednym dodatnim, a drugim ujemny w stosunku do poziomu zerowego lub zerowego wejścia i wyjścia sygnału, w tym kontekście naturalne jest mówienie o zasilaniu + 15v i -15v (są to wartości powszechnie podawane dla 741)

Napięcie przemienne, takie jak napięcie sieciowe prądu przemiennego, waha się dodatnio i ujemnie w stosunku do przewodu neutralnego, który jest bardzo zbliżony do potencjału ziemi, więc „neutralny” jest traktowany jako napięcie zerowe.

Napięcie między dwoma fizycznymi punktami \ $ A \ $ i \ $ B \ $ jest zdefiniowane jako

\ $ V_ { AB} = – \ Displaystyle \ int \ limits_ {A} ^ {B} \ vec {E}. D \ vec {\ ell}, \ $

gdzie \ $ \ vec {E} \ $ to pole elektryczne na ścieżce całkowania.

\ $ V_ {AB} \ $ staje się ujemne lub dodatnie (lub po prostu zero ) zgodnie z tą integracją. Na przykład, jeśli zamienisz punkty \ $ A \ $ i \ $ B \ $, znak się zmieni.

Jeśli na przykład twój zasilacz pokazuje masę, 5 V, -5 V, to twój zacisk uziemienia jest dodatni do -5 V, w ten sposób otrzymasz 5 V z masy. Jeśli użyjesz terminali 5 V i -5 V, będziesz używać -5 V jako uziemienia, a otrzymasz 10 V z terminala 5 V Jeśli powiedzmy, że był również terminal 3 V, otrzymasz 8 V z terminala 3 V za pomocą – 5v jako masa. Proste pytanie, proste odpowiedzi. Prawdopodobnie wiem o tym mniej niż wszyscy, którzy tutaj komentowali.

Cóż, żeby wrzucić swoje dwa centy, powiedzmy, że masz nieuziemione urządzenie. Przy +10 V spodziewasz się, że prąd przepłynie z baterii przez widżet, a następnie … gdzie? Ma tylko 10 woltów, więc wyładowanie łukowe w powietrzu do ziemi nie jest naprawdę możliwe, ale może przejść przez obudowę do ręki użytkownika lub po prostu pozostać na drugim końcu widżetu. Więc teraz masz +10 woltów po jednej stronie i +8 woltów lub coś po drugiej, w stosunku do ziemi. Peruka widzi jednak tylko różnicę 2 woltów.

Przy + 5V i -5V prąd jest zarówno wpychany do widżetu, jak i wyciągany z widżetu.

Komentarze

• Podoba mi się twoje podejście, ale jeśli podłączysz tylko jedną stronę obwodu do 10 V, a drugą pozostawisz pływającą (obie względne masy) przekonasz się, że całe urządzenie powinno mierzyć 10 V, ponieważ właśnie naładowałeś je do 10 V, jeśli poszło tylko do 8 V po stronie taryfy, masz spadek 2 V i płynie prąd. Stałoby się to tylko wtedy, gdyby urządzenie pomiarowe je ładowało.

Moc nie jest generowana przez wędrujące elektrony na około. W rzeczywistości elektron mógłby wędrować po całym miejscu bez żadnego przyłożonego napięcia. Energii nie można stworzyć ani zniszczyć. Pochodzi z jakiegoś miejsca i gdzieś idzie. Na przykład, kiedy obracasz korbą generatora, tak naprawdę nie generujesz mocy; po prostu przekazujesz moc, którą rośliny wchłonęły ze słońca, zanim je zjadłeś i strawiłeś. Powinieneś sprzedawać taki generator jako „zasilany syntezą termojądrową”.

Komentarze

• Pytanie brzmi ” Co to jest napięcie ujemne? ” Ta odpowiedź nie odpowiada na pytanie.