Что такое отрицательное напряжение?

Просто вопрос по электронике: что такое отрицательное напряжение, например, -5 Вольт?

Исходя из моих базовых знаний, мощность генерируется электронами, блуждающими от минуса к плюсу источника питания (при условии, что здесь мощность постоянного тока). Отрицательное напряжение, когда электроны отклоняются от + до -?

Зачем это нужно некоторым устройствам, что в этом особенного?

У кого-то могут быть более подходящие слова, чтобы объяснить это, чем у меня, но важно помнить, что напряжение - это разность потенциалов. В большинстве случаев «разницей» является разница между некоторым потенциалом и потенциалом земли. Когда кто-то говорит -5v, они говорят, что вы под землей.

Вы также должны иметь в виду, что напряжение относительно. Как я уже говорил, большинство людей ссылаются на «землю»; но что такое земля? Вы можете сказать, что земля - ​​это земля, но как насчет случая, когда у вас есть устройство с питанием от батареи, которое не имеет контакта с землей. В этой ситуации мы должны рассматривать какую-то произвольную точку как «основание». Обычно отрицательный вывод на батарее - это то, что мы рассмотрим из этой ссылки.

Теперь рассмотрим случай, когда у вас есть 2 батареи в серии. Если бы оба были 5 вольт, то вы бы сказали, что у вас будет всего 10 вольт.

Но предположение, что вы получите 0 / + 10, основано на "заземлении" как отрицательном контакте на батарее, который не касается другой батареи, а затем на 10 В как месте положительного контакта, который не касается другой аккумулятор. В этой ситуации мы можем принять решение о том, что соединение между двумя батареями должно быть нашей «заземляющей» ссылкой. Это приведет к + 5В на одном конце и -5В на другом конце.

Вот что я пытался объяснить:

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

Представьте, что вы измеряете высоту автомобиля. Вы можете взять рулетку и измерить расстояние от земли до крыши автомобиля. «Крыша этого автомобиля составляет 4 фута над землей».

Вы также можете встать на крышу машины и повесить ту же рулетку на землю. «Земля находится на 4 фута ниже крыши этого автомобиля».

Напряжение работает так же. Отрицательный знак - это просто соглашение, точно так же, как машина имеет одинаковую высоту, независимо от того, как вы ее измеряете. Переверните провода мультиметра, и отрицательный знак исчезнет.

Ну почему не ..

Сказать, что у вас есть напряжение + 5 В в точке A, означает, что точка A на 5 В более положительная, чем выбранное вами заземление.

Сказать, что у вас есть напряжение -5 В в точке B, означает, что «земля» на 5 вольт более положительная, чем точка B.

Знак просто говорит вам о полярности напряжения относительно заземляющего узла.

Напряжение это разница в потенциале. Если я подключу клемму A устройства с потенциалом 30 вольт, а клемму B с потенциалом 20 вольт. Потенциал от A до B составляет 10 вольт, а потенциал от B до A - 10 вольт.

Представьте себе это высокое здание. Чтобы пройти с 30 этажа на 20 этаж, вы спуститесь на 10 этажей.

На первую часть этого вопроса уже ответили очень хорошо.

Что касается второй части, вы могли бывозьмите самую низкую клемму питания от источника питания и назовите это 0 В, тогда любое другое напряжение будет положительным. Однако это было бы очень неудобно для многих цепей. Например, общие источники питания для схемы операционного усилителя составляют + 12В и -12В. Вы могли бы пометить выход -12 В как «землю», тогда старое заземление будет + 12 В, а старое + 12 В будет + 24 В. Кроме того, все ваши сигналы будут привязаны к +12 В, и вам придется учитывать это при каждом измерении. Кроме того, большая часть энергии используется между самым высоким и средним выходом (фактически заряд в верхнем выходе изначально пришел со среднего выхода и хочет вернуться туда), то же самое с самым низким выходом. В целом, легче обозначить средний выход 0 В (заземление) и работать с положительным и отрицательным напряжением.

Все это игнорирует вопросы заземления. В реальной жизни выходная мощность источника питания буквально заземлена, и думать о всей Земле как о напряжении +12 В было бы странно.

Некоторые операционные усилители, например ветеран 741, требуют своего питания в виде двух напряжений, одно положительное, а другое отрицательное по отношению к земле или нулевому уровню входного и выходного сигнала. В этом контексте естественно говорить о источниках питания. будучи + 15 В и -15 В (это значения, обычно цитируемые для 741)

Переменное напряжение, такое как источник переменного тока, качается положительно и отрицательно по отношению к нейтральной линии, которая очень близка к потенциалу земли, поэтому «нейтраль» рассматривается как при нулевом напряжении.

$A$$B$

$V_{AB} = - \displaystyle \int\limits_{A}^{B} \vec{E}.d\vec{\ell},$

$\vec{E}$

$V_{AB}$$A$$B$

Если, например, ваш источник питания показывает землю, 5 В, -5 В, то ваша клемма заземления положительна по отношению к -5 В, таким образом вы получите 5 В от земли. Если вы используете клеммы 5v и -5v, то вы будете использовать -5v в качестве заземления, и вы получите 10v от терминала 5v. Если, скажем, также был терминал 3v, вы бы получили 8v от терминала 3v, используя - 5 В как земля. Простой вопрос, простой ответ людям. Я, наверное, знаю об этом меньше, чем все остальные, кто комментировал здесь.

Ну, просто чтобы бросить мои два цента, скажем, у вас есть незаземленное устройство. С +10 вольт, вы ожидаете, что ток придет от батареи, через виджет, а затем ... где? Это всего 10 вольт, поэтому дугообразование в воздухе не возможно, но оно может попасть в корпус в руку пользователя, или заряд может просто остаться на дальнем конце виджета. Так что теперь у вас +10 вольт на одной стороне и +8 вольт или что-то на другой, относительно земли. Виджет видит только разницу в 2 вольта.

При + 5 В и -5 В ток одновременно вставляется в виджет и выводится из виджета.

Сила не генерируется электронами, бродящими вокруг. На самом деле, электрон может блуждать повсюду без напряжения. Энергия не может быть создана или уничтожена. Оно приходит откуда-то и идет куда-то. Например, когда вы поворачиваете рукоятку генератора, вы на самом деле не генерируете энергию; вы просто передаете силу, которую растения поглощали от солнца до того, как вы съели и переварили их. Вы должны продавать такой генератор, как «питание от термоядерного синтеза».