Jak możesz mieć ujemne napięcie?

Najprostszą rzeczą, jaką można tutaj zrobić, jest zapamiętanie, że tylko różnice w potencjalnej sprawie, a to oznacza, że możemy dodać lub odejmij stałą od każdego napięcia w systemie bez zmiany jego zachowania, dzięki czemu możemy uczynić każdą ujemną liczbę dodatnią, aby poczuć się lepiej, lub równie łatwo uczynić wszystkie dodatnie ujemne.

W skrócie , to tylko liczba i nie powinieneś się martwić, że ma znak.

Komentarze

• Powinieneś wziąć pod uwagę znak. Jeśli $ \ Delta V = V_B – V_A > 0 $, oznacza to, że potencjał elektryczny w B jest wyższy niż w A. Jeśli jest ujemny, jest odwrotnie. To ' to ważna różnica, nie?
• Różnica jest taka sama niezależnie od tego, czy dodasz stałą do wszystkich terminów, aby uczynić je dodatnimi czy ujemnymi
• Ale napięcia nie mogą się zlikwidować, jeśli pominiesz znaki?

Napięcie to różnica energii potencjalnej dla ładunków elektrycznych i potencjałów jest definiowana z sił, tak że $ F = – \ nabla V $, gdzie $ V $ to potencjał, a $ F $ to siła. Po ustaleniu potencjału $ V $ możesz teraz dodać dowolną stałą lub dowolną funkcję $ f $, która nie zależy od współrzędnych, ponieważ $ – \ nabla V = – \ nabla (V + f) $, as $ f $ nie zależy od współrzędnych. Ta ostatnia rzecz jest znana jako ustalanie źródła energii potencjalnej, coś, o czym na pewno słyszałeś. Cóż, w tej funkcji $ f $, w której ustawiasz swoje źródło potencjałów, możesz mieć ujemne napięcia między dwoma punktami.

Innym sposobem sprawdzenia napięcia jest praca, jaką musisz wykonać na jednostkę ładunku, aby przenieść ten ładunek z jednego punktu do drugiego, nawet tutaj, gdy mamy do czynienia z różnicami, możesz również mieć napięcia ujemne.

Jeśli mówisz o obwodach, wszystkie powyższe mają zastosowanie, możesz ustawić różnicę potencjałów $ V $ za pomocą, powiedzmy, baterii, a następnie możesz użyć jakiegoś urządzenia, aby energia potencjalna była nawet niższa niż ta ustawiona przez znak – baterii, ponieważ ustawisz potencjalne źródło 0 dla tej baterii, wtedy ten punkt będzie miał napięcie ujemne.

Powiedzmy, że chcesz poznać różnicę potencjałów elektrycznych r metrów od elektronu znajdującego się w pustej przestrzeni. Oznaczymy tę potencjalną różnicę e jako $ V_e $.

Różnica potencjałów elektrycznych opisuje różnicę w energii potencjalnej dodatniego ładunku jednostkowego z jednego punktu w przestrzeni do drugiego i pracę wykonaną na jednostkowym ładunku dodatnim, aby przenieść go z tego samego wskaż na drugie.

To daje równanie: $$ V_a-V_b = k \ frac {Q} {r_a} -k \ frac {Q} {r_b} $$

$ V_a $ to ostateczny potencjał, a $ V_b $ to początkowa wartość. W tym scenariuszu konwencjonalnym sposobem jest uczynienie $ V_b $ zerowym punktem odniesienia w $ r = \ infty $, co daje $ r_b = \ infty $ i $ V_b = 0 $. Dlatego równanie wygląda następująco:

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

Ponieważ patrzymy na różnicę potencjałów elektronu, $ Q = -e $, gdzie $ e $ jest równe opłacie elementarnej. Zatem równanie w tym przypadku wygląda następująco:

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

To równanie daje wartość ujemną niezależnie od tego, jak daleko dodatni ładunek testowy jest od elektronu. Ma to sens, ponieważ dodatni ładunek punktowy w punkcie $ r_b = \ infty $ traci energię potencjalną, gdy jest przenoszony w kierunku elektronu (w dół), a praca ujemna jest wykonywana.

Jeśli elektron zostanie zastąpiony protonem , potencjalna różnica, oznaczona przez $ V_p $, wyniesie: $$ V_p = k \ frac {e} {r_a} $$

Jeśli masz proton i elektron, po prostu obliczysz $ V_e + V_p $, ponieważ potencjał elektryczny jest wielkością skalarną.

Komentarze

• Witaj Bionic Person i witaj w Physics.SE! Przeczytaj ten post pomocy, aby dowiedzieć się, jak pisać równania w sposób ładniejszy, tj. W $ \ LaTeX $, aby poprawić czytelność. Dzięki!

„ujemne” napięcie jest względne! Potencjał jest potencjał. Jeśli mam dwa akumulatory połączone szeregowo i mierzę napięcie od punktu, w którym są podłączone, zmierzę + V na jednym końcu i -V na drugim. To jest podstawowe pytanie dotyczące elektroniki, a teraz masz podstawową odpowiedź.