Negatif voltaj nedir?

Sadece genel bir elektronik soru: -5 Volt gibi negatif voltaj nedir?

Temel bilgilerime göre, güç eksi'den güç kaynağının artı tarafına dolaşan elektronlar tarafından üretilir (burada DC gücü varsayar). Elektronlar + 'dan -' ya doğru dolaşırken negatif voltaj var mı?

Bazı aygıtlar neden buna ihtiyaç duyuyorlar? Bu konuda özel olan şey nedir?

Bunu açıklamak için birilerinin benden daha iyi sözleri olabilir, ancak hatırlamanız gereken en büyük şey gerilimdir, potansiyel bir farktır. Çoğu durumda "fark" kısmı, bazı potansiyellerle toprak potansiyeli arasındaki farktır. Biri -5v dediğinde, yerin altında olduğunu söylüyorlar.

Ayrıca voltajın göreceli olduğunu aklınızda bulundurmanız gerekir. Daha önce de belirttiğim gibi, çoğu insan "yer" e atıfta bulunuyor; ama toprak nedir? Toprağın topraklama olduğunu söyleyebilirsiniz, peki ya toprakla teması olmayan, bataryayla çalışan bir cihazınız varsa. Bu durumda, keyfi bir noktaya "zemin" olarak bakmamız gerekir. Genellikle bataryadaki negatif terminal bu referanstan düşündüğümüz şeydir.

Şimdi seri olarak 2 piliniz olduğunu düşünün. Her ikisi de 5 volt olsaydı, toplamda 10 volt alacağını söylerdin.

Ancak 0 / + 10 aldığınız varsayımı, diğer aküye temas etmeyen akü üzerindeki negatif terminal ve ardından 10V’e dokunmayan pozitif akü terminalinin konumu olarak “toprak” a dayanmaktadır. diğer batarya Bu durumda 2 pil arasındaki bağlantıyı "toprak" referansımız yapmak istediğimize karar verebiliriz. Bu daha sonra bir uçta + 5v, diğer uçta -5v olur.

İşte anlatmaya çalıştığım şey:

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

Bir arabanın yüksekliğini ölçtüğünüzü düşünün. Bir mezura alabilir ve zeminden arabanın tavanına olan mesafeyi ölçebilirsiniz. "Bu arabanın çatısı yerden 4 feet yukarıda."

Ayrıca arabanın çatısında durup aynı şerit metreyi yere sarkabilirsin. "Zemin bu arabanın tavanının 4 metre altında."

Gerilim aynı şekilde çalışır. Olumsuz işaret, yalnızca hangi ölçüldüğünüze bakılmaksızın, aracın aynı yüksekliğe sahip olduğu şekilde bir kongredir. Multimetre uçlarınızı çevirin ve negatif işaret kaybolacaktır.

Oh! Neden olmasın ..

A noktasında + 5V'luk bir geriliminiz olduğunu söylemek için, A noktasının seçtiğiniz zeminden 5 volt daha pozitif olduğu anlamına gelir.

B noktasında -5V'luk bir geriliminiz olduğunu söylemek, 'topraklamanın' B noktasından 5 volt daha pozitif olduğu anlamına gelir.

İşareti sadece toprak düğümüne göre voltajın kutupsallığını gösterir.

Gerilim potansiyelde bir farktır. Bir cihazın A terminalini 30 volt potansiyeline, B terminalini 20 volt potansiyeline bağlarsam. A'dan B'ye potansiyel 10 volt, ancak B'den A'ya potansiyel 10 volt'tur.

Bunu yüksek bir bina olarak düşünün.

Bu sorunun ilk kısmı zaten çok iyi cevaplandı.

İkinci bölümde gelince, couldEn düşük besleme terminalini güç kaynağından alın ve 0V olarak adlandırın, sonra diğer tüm voltajlar pozitif olacaktır. Ancak, bu birçok devre için çok sakıncalıdır. Örneğin, bir op-amp devresi için ortak güç kaynakları + 12V ve -12V'dir. -12V çıkışını "toprak" olarak yeniden etiketleyebilirsiniz, eski toprak + 12V ve eski + 12V + 24V olur. Ayrıca, tüm sinyalleriniz + 12V olarak belirtilir ve her şeyi ölçtüğünüzde bunu hesaba katmanız gerekir. Ayrıca, en yüksek ve orta çıkış arasında çok fazla güç kullanılır (aslında en yüksek çıkıştaki yük orjinal çıkıştan gelir ve oraya geri dönmek ister), en düşük çıkışla aynıdır. Sonuç olarak orta çıkış 0V (toprak) etiketlemek ve pozitif ve negatif voltajlarla çalışmak kolaydır.

Tüm bunlar, topraklama sorunlarını görmezden geliyor. Gerçek hayatta, çoğu zaman arz üzerindeki toprak üretimi kelimenin tam anlamıyla topraklanır ve tüm Dünya'nın + 12V olarak düşünülmesi çok tuhaf olurdu.

Bazı OP-Amp'ler, örneğin kıdemli 741, beslemelerinin, sinyal girişi ve çıkışının toprak veya sıfır seviyesine göre pozitif veya diğeri negatif olmak üzere iki voltaj olarak beslemelerini gerektirir. + 15v ve -15v'dir (bunlar 741 için genel olarak alıntılanan değerlerdir)

AC şebeke beslemesi gibi alternatif bir voltaj, toprak potansiyeline çok yakın olan nötr çizgiye göre pozitif ve negatif salınır, bu nedenle "nötr" sıfır gerilimde kabul edilir.

ve arasındaki iki fiziksel nokta arasındaki gerilim ,$A$$B$

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

buradaki , entegrasyon yolundaki elektrik alanıdır .$\vec{E}$

A $V_{AB}$ bu entegrasyona göre negatif veya pozitif (veya sadece sıfır) hale gelir. Örneğin, ve noktalarını değiştirirseniz , işaret değişir.$A$$B$

Örneğin, güç kaynağınız toprak, 5v, -5v gösteriyorsa, topraklama terminaliniz -5v'ye karşı pozitifse, yerden bu şekilde 5v alırsınız. Eğer 5v ve -5v terminallerini kullanırsanız, o zaman -5v'yi toprak olarak kullanacaksınız ve 5v terminalinden 10v alacaksınız. Ayrıca 3v terminali varsa, 3v terminalinden 8v alırsınız - Toprak olarak 5v. Basit bir soru, basit cevap insan. Muhtemelen bu konuda burada yorum yapan herkesten daha az şey biliyorum.

Şey, sadece iki kuruşumu sıkıştırmak için, dikenli bir cihazınız olduğunu varsayalım. +10 volt ile akünün aküden, widget'ın içinden gelmesini beklersiniz ve sonra ... nerede? Sadece 10 volt, bu nedenle havadan toprağa ulaşmak gerçekten mümkün değil, ancak kasanın içinden kullanıcının eline geçebilir veya şarj basitçe aletin en ucunda kalabilir. Yani şimdi bir tarafta +10 volt ve diğer tarafta +8 volt veya başka bir şey var. Peruk, ancak 2 voltluk bir fark görüyor.

Aa + 5V ve -5V ile akım hem widget'a itilir hem de widget'ten çıkarılır.

Güç, etrafta dolaşan elektronlar tarafından üretilmez. Aslında, bir elektron, hiçbir voltaj uygulanmadan, her yere yayılabilir. Enerji yaratılamaz veya yok edilemez. Bir yerden geliyor ve bir yere gidiyor. Örneğin, bir jeneratörün krankını çevirdiğinizde, gerçekten güç üretmiyorsunuzdur; Siz sadece bitkileri güneşten emdikleri gücü, onları yemeden ve sindirmeden önce aktarıyorsunuz. Böyle bir jeneratörü "termonükleer füzyonla güçlendirilmiş" olarak pazarlamalısınız.