Was ist eine negative Spannung?

Nur eine allgemeine Elektronikfrage: Was ist eine negative Spannung von -5 Volt?

Nach meinem Grundwissen wird Strom durch Elektronen erzeugt, die von der Minus- zur Plus-Seite der Stromquelle wandern (wobei hier Gleichstrom vorausgesetzt wird). Ist negative Spannung, wenn Elektronen von + nach - wandern?

Warum brauchen manche Geräte das überhaupt, was ist das Besondere daran?

Jemand könnte dies mit besseren Worten erklären als ich, aber die große Sache, an die Sie sich erinnern müssen, ist die Spannung, die ein Potenzialunterschied ist. In den meisten Fällen ist der "Differenz" -Teil eine Differenz zwischen einem Potential und einem Massepotential. Wenn jemand -5v sagt, sagt er, dass Sie sich unter der Erde befinden.

Sie müssen auch berücksichtigen, dass die Spannung relativ ist. Wie ich bereits erwähnte, beziehen sich die meisten Leute auf "Boden"; aber was ist gemahlen? Sie können sagen, dass Masse Erde ist, aber was ist mit dem Fall, wenn Sie ein batteriebetriebenes Gerät haben, das keinen Kontakt zur Erde hat. In dieser Situation müssen wir einen beliebigen Punkt als "Grund" behandeln. Normalerweise ist der Minuspol an der Batterie das, was wir aus dieser Referenz entnehmen.

Stellen Sie sich nun den Fall vor, dass Sie 2 Batterien in Reihe haben. Wenn beide 5 Volt wären, würden Sie sagen, Sie hätten insgesamt 10 Volt.

Die Annahme, dass Sie 0 / + 10 erhalten, basiert auf "Masse" als dem negativen Pol der Batterie, der die andere Batterie nicht berührt, und 10 V als dem Ort des positiven Pols, der die Batterie nicht berührt andere Batterie. In dieser Situation können wir die Entscheidung treffen, dass die Verbindung zwischen den beiden Batterien unsere "Masse" -Referenz sein soll. Dies würde dann zu +5 V an einem Ende und -5 V am anderen Ende führen.

Folgendes wollte ich erklären:

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

Stellen Sie sich vor, Sie messen die Höhe eines Autos. Sie könnten ein Maßband nehmen und den Abstand vom Boden zum Autodach messen. "Das Dach dieses Autos ist 4 Fuß über dem Boden."

Sie könnten auch auf dem Dach des Autos stehen und das gleiche Maßband bis zum Boden baumeln lassen. "Der Boden ist 4 Fuß unter dem Dach dieses Autos."

Die Spannung funktioniert genauso. Das negative Vorzeichen ist nur eine Konvention, genauso wie das Auto die gleiche Höhe hat, unabhängig davon, wie Sie es messen. Drehen Sie Ihre Multimeterleitungen um und das negative Vorzeichen verschwindet.

Ach, warum nicht ..

Zu sagen, Sie haben eine Spannung von +5 V an Punkt A, bedeutet, dass Punkt A 5 Volt positiver ist als die von Ihnen gewählte Masse.

Wenn Sie an Punkt B eine Spannung von -5 V haben, bedeutet dies, dass die Erdung 5 Volt positiver ist als an Punkt B.

Das Vorzeichen gibt nur die Polarität der Spannung in Bezug auf den Masseknoten an.

Die Spannung ist eine Potentialdifferenz. Wenn ich Klemme A eines Gerätes mit 30 Volt und Klemme B mit 20 Volt verbinde. Das Potential von A nach B beträgt 10 Volt, aber das Potential von B nach A beträgt - 10 Volt.

Stellen Sie sich ein hohes Gebäude vor. Um vom 30. zum 20. Stock zu gelangen, müssen Sie 10 Stockwerke hinuntergehen.

Der erste Teil dieser Frage wurde bereits sehr gut beantwortet.

Was den zweiten Teil betrifft, könnten SieNehmen Sie die unterste Versorgungsklemme von der Stromversorgung und nennen Sie diese 0V, dann wäre jede andere Spannung positiv. Dies wäre jedoch für viele Schaltungen sehr unpraktisch. Übliche Netzteile für eine Operationsverstärkerschaltung sind beispielsweise +12 V und -12 V. Sie könnten den -12V-Ausgang als "Masse" umbenennen, dann wäre die alte Masse + 12V und die alte + 12V wäre + 24V. Außerdem würden alle Ihre Signale auf +12 V bezogen und Sie müssten dies jedes Mal berücksichtigen, wenn Sie Dinge messen. Außerdem wird ein Großteil der Leistung zwischen der höchsten und der mittleren Leistung verbraucht (tatsächlich stammte die Ladung in der oberen Leistung ursprünglich von der mittleren Leistung und möchte dorthin zurückkehren), ebenso wie bei der niedrigsten Leistung. Insgesamt ist es einfacher, den mittleren Ausgang 0V (Masse) zu beschriften und mit positiven und negativen Spannungen zu arbeiten.

All dies ignoriert Erdungsprobleme. Im wirklichen Leben ist der Bodenausgang der Versorgung oft buchstäblich geerdet, und es wäre einfach seltsam, die ganze Erde auf +12 V zu halten.

Einige Operationsverstärker, zum Beispiel der Veteran 741, benötigen ihre Versorgung als zwei Spannungen, eine positive und eine negative in Bezug auf den Masse- oder Nullpegel des Signaleingangs und -ausgangs. In diesem Zusammenhang ist es selbstverständlich, von den Versorgungen zu sprechen +15 V und -15 V (dies sind die Werte, die üblicherweise für den 741 angegeben werden)

Eine Wechselspannung, wie die Wechselstromversorgung, schwankt positiv und negativ in Bezug auf die Neutralleitung, die sehr nahe am Erdpotential liegt, so dass "neutral" als Nullspannung angesehen wird.

Die Spannung zwischen zwei physikalischen Punkten und ist definiert als$A$$B$

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

Dabei ist das elektrische Feld auf dem Weg der Integration.$\vec{E}$

A $V_{AB}$ wird gemäß dieser Integration negativ oder positiv (oder nur null). Wenn Sie beispielsweise die Punkte und vertauschen , ändert sich das Vorzeichen.$A$$B$

Wenn zum Beispiel Ihr Netzteil Masse zeigt, 5 V, -5 V, dann ist Ihre Masseklemme positiv zu -5 V, Sie erhalten 5 V von der Masse auf diese Weise. Wenn Sie die 5V- und -5V-Anschlüsse verwenden, verwenden Sie -5V als Masse und erhalten 10V vom 5V-Anschluss. Wenn Sie sagen, dass es auch einen 3V-Anschluss gibt, erhalten Sie 8V vom 3V-Anschluss mit -. 5v als Grund. Einfache Frage, einfache Antwort Leute. Ich weiß wahrscheinlich weniger darüber als alle anderen, die hier kommentiert haben.

Nun, nur um meine zwei Cent einzuschmeißen, nehmen wir an, Sie haben ein nicht geerdetes Gerät. Mit +10 Volt rechnen Sie damit, dass der Strom von der Batterie durch das Widget fließt und dann ... wo? Es ist nur 10 Volt, so dass ein Bogen durch die Luft zum Boden nicht wirklich möglich ist, aber es könnte durch das Gehäuse in die Hand des Benutzers gelangen, oder die Ladung könnte einfach am anderen Ende des Widgets verbleiben. Jetzt haben Sie also auf der einen Seite +10 Volt und auf der anderen Seite +8 Volt oder so was, relativ zur Masse. Die Perücke sieht jedoch nur einen Unterschied von 2 Volt.

Mit aa + 5V und a -5V wird der Strom sowohl in das Widget gepusht als auch aus dem Widget gezogen.

Strom wird nicht durch herumirrende Elektronen erzeugt. Tatsächlich könnte ein Elektron ohne angelegte Spannung überall herumwandern. Energie kann nicht erzeugt oder zerstört werden. Es kommt von irgendwoher und es geht irgendwohin. Wenn Sie zum Beispiel die Kurbel eines Generators drehen, erzeugen Sie nicht wirklich Strom. Sie übertragen lediglich die Kraft, die Pflanzen von der Sonne aufgenommen haben, bevor Sie sie gegessen und verdaut haben. Sie sollten einen solchen Generator als "powered by thermonuclear fusion" vermarkten.