Cum poți avea o tensiune negativă?

Cel mai simplu lucru de făcut este să ne amintim că doar diferențele în materie potențială, și asta înseamnă că putem adăuga sau scădeți o constantă din fiecare tensiune dintr-un sistem fără a schimba comportamentul acestuia, astfel încât să putem face orice număr negativ pozitiv pentru a vă face să vă simțiți mai bine sau la fel de ușor să le faceți negative pe toate pozitive.

Pe scurt , este doar un număr și nu ar trebui să vă îngrijorați că are un semn.

Comentarii

• Ar trebui să luați în considerare semnul. Dacă $ \ Delta V = V_B – V_A > 0 $, înseamnă că potențialul electric din B este mai mare decât în A. Dacă este negativ, este invers. ' este o diferență importantă, nu?
• Diferența este aceeași indiferent dacă adăugați o constantă la toți termenii pentru a-i face negativi sau pozitivi
• Dar tensiunile nu se pot anula dacă neglijați semnele?

Tensiunea este o diferența de energie potențială pentru sarcinile electrice și potențialele sunt definite din forțe, astfel încât $ F = – \ nabla V $, unde $ V $ este potențialul și $ F $ este forța. Când ați stabilit potențialul $ V $, puteți adăuga acum orice constantă doriți sau orice funcție $ f $ care nu depinde de coordonate, deoarece $ – \ nabla V = – \ nabla (V + f) $, ca $ f $ nu depinde de coordonate. Acest ultim lucru este ceea ce este cunoscut sub numele de stabilirea unei origini a energiei potențiale, ceva despre care sigur ați auzit. Ei bine, în acea funcție $ f $ în care vă setați originea pentru potențiale, puteți avea tensiuni negative între două puncte.

O altă modalitate de a vedea tensiunea este munca pe care trebuie să o faceți pe unitate de încărcare pentru a muta acea încărcare de la un punct la altul, chiar și aici, când avem de-a face cu diferențe, puteți avea și tensiuni negative.

Dacă vorbiți despre circuite, se aplică toate cele de mai sus, puteți seta o diferență de potențial de $ V $ prin, să spunem, o baterie, atunci puteți utiliza un dispozitiv astfel încât energia potențială să fie chiar mai mic decât cel setat de semnul – al bateriei, pe măsură ce setați originea potențială 0 pentru acea baterie, atunci acel punct va avea o tensiune negativă.

Să spunem că doriți să cunoașteți diferența de potențial electric la r metri distanță de un electron așezat într-un gol de spațiu. Vom denota această diferență de potențial e ca $ V_e $.

Diferența de potențial electric descrie diferența de energie potențială a unei unități de sarcină pozitivă dintr-un punct din spațiu în altul și munca efectuată pe o unitate de sarcină pozitivă pentru a o transporta din același indicați spre cealaltă.

Aceasta dă ecuația: $$ V_a-V_b = k \ frac {Q} {r_a} -k \ frac {Q} {r_b} $$

$ V_a $ este potențialul final și $ V_b $ este inițialul. În acest scenariu, este convențional ca $ V_b $ să fie punctul de referință zero la $ r = \ infty $, ceea ce face $ r_b = \ infty $ și $ V_b = 0 $. Prin urmare, ecuația devine:

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

Deoarece analizăm diferența de potențial a unui electron, $ Q = -e $, unde $ e $ este egal cu taxa elementară. Deci, ecuația, în acest caz, este:

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

Această ecuație oferă o valoare negativă, indiferent de modul în care departe, sarcina pozitivă a testului este de electron. Acest lucru are sens, deoarece o sarcină punctuală pozitivă la $ r_b = \ infty $ pierde energia potențială pe măsură ce este adusă spre electron (în aval) și se lucrează negativ.

Dacă electronul este înlocuit cu un proton , diferența de potențial, notată cu $ V_p $, va deveni: $$ V_p = k \ frac {e} {r_a} $$

Dacă aveți un proton și un electron, veți calcula pur și simplu $ V_e + V_p $, deoarece potențialul electric este o cantitate scalară.

Comentarii

• Bună persoană bionică și bine ați venit la Physics.SE! Vă rugăm să consultați acest post de ajutor pentru a afla cum să vă scrieți ecuațiile într-un mod mod mai frumos, adică în $ \ LaTeX $, pentru a îmbunătăți lizibilitatea. Mulțumesc!

Tensiunea „negativă” este relativă! Potențialul este potențialul. Dacă am două baterii conectate în serie și măsoară volți din punctul în care sunt conectate, voi măsura + V pe un capăt și -V pe celălalt. Aceasta este o întrebare de bază despre electronică și acum aveți un răspuns de bază.