Como você pode ter uma tensão negativa?

A coisa mais simples a fazer aqui é lembrar que apenas diferenças em potencial importam, e isso significa que podemos adicionar ou subtraia uma constante de cada voltagem em um sistema sem alterar seu comportamento, para que possamos tornar qualquer número negativo positivo para fazer você se sentir melhor ou com a mesma facilidade tornar todos os positivos negativos.

Em suma , é apenas um número e você não deve se preocupar com a possibilidade de ter um sinal.

Comentários

• Você deve considerar o sinal. Se $ \ Delta V = V_B – V_A > 0 $, significa que o potencial elétrico em B é maior do que em A. Se for negativo, é o contrário. Essa ' é uma diferença importante, não?
• A diferença é a mesma, independentemente de você adicionar uma constante a todos os termos para torná-los negativos ou positivos
• Mas as tensões não podem se cancelar se você negligenciar os sinais?

A tensão é um diferença de energia potencial para cargas elétricas, e os potenciais são definidos a partir de forças, de modo que $ F = – \ nabla V $, onde $ V $ é o potencial e $ F $ é a força. Depois de determinar o potencial $ V $, você pode agora adicionar qualquer constante que desejar, ou qualquer função $ f $ que não dependa de coordenadas, porque $ – \ nabla V = – \ nabla (V + f) $, como $ f $ não depende de coordenadas. Esta última coisa é conhecida como definição de uma origem de energia potencial, algo sobre o qual você com certeza já ouviu falar. Bem, naquela função $ f $ onde você define sua origem para potenciais, você pode ter tensões negativas entre dois pontos.

Outra maneira de ver a tensão é o trabalho que você deve fazer por unidade de carga para mover essa carga de um ponto a outro, mesmo aqui, quando estamos lidando com diferenças, você também pode ter tensões negativas.

Se você está falando sobre circuitos, todos os itens acima se aplicam, você pode definir uma diferença de potencial $ V $ por, digamos, uma bateria, então você pode usar algum dispositivo para que a energia potencial seja ainda mais baixo do que aquele definido pelo sinal – da bateria, conforme você define a origem potencial 0 para essa bateria, então esse ponto terá uma tensão negativa.

Digamos que você queira saber a diferença de potencial elétrico a r metros de um elétron sentado no vazio do espaço. Vamos denotar essa diferença de potencial e como $ V_e $.

A diferença de potencial elétrico descreve a diferença na energia potencial de uma carga positiva unitária de um ponto no espaço para outro e o trabalho realizado em uma carga positiva unitária para transportá-la do mesmo aponte para o outro.

Isso dá a equação: $$ V_a-V_b = k \ frac {Q} {r_a} -k \ frac {Q} {r_b} $$

$ V_a $ é o potencial final e $ V_b $ é o inicial. Neste cenário, é convencional fazer $ V_b $ o ponto de referência zero em $ r = \ infty $, o que torna $ r_b = \ infty $ e $ V_b = 0 $. Portanto, a equação se torna:

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

Porque estamos olhando para a diferença de potencial de um elétron, $ Q = -e $, onde $ e $ é igual à cobrança elementar. Então, a equação, neste caso, é:

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

Esta equação dá um valor negativo, não importa como longe, a carga de teste positiva é do elétron. Isso faz sentido porque uma carga de ponto positivo em $ r_b = \ infty $ perde energia potencial conforme é trazida em direção ao elétron (a jusante) e o trabalho negativo é feito.

Se o elétron for substituído por um próton , a diferença de potencial, denotada por $ V_p $, se tornará: $$ V_p = k \ frac {e} {r_a} $$

Se você tiver um próton e um elétron, você simplesmente calculará $ V_e + V_p $, porque o potencial elétrico é uma quantidade escalar.

Comentários

• Olá, pessoa biônica, bem-vindo a Physics.SE! Por favor, veja esta postagem de ajuda para aprender como escrever suas equações de uma forma mais agradável, ou seja, em $ \ LaTeX $, para melhorar a legibilidade. Obrigado!

a tensão “negativa” é relativa! Potencial é potencial. Se eu tiver duas baterias conectadas em série e medir volts do ponto onde elas estão conectadas, medirei + V em uma extremidade e -V na outra. Esta é uma pergunta básica sobre eletrônica e agora você tem uma resposta básica.