Điện áp âm là gì?

Chỉ là một câu hỏi điện tử chung: điện áp âm, như -5 Volt là gì?

Từ kiến ​​thức cơ bản của tôi, năng lượng được tạo ra bởi các electron lang thang từ điểm trừ đến phía cộng của nguồn năng lượng (giả sử nguồn DC ở đây). Là điện áp âm khi các electron di chuyển từ + đến -?

Tại sao một số thiết bị thậm chí cần nó, có gì đặc biệt về nó?

Ai đó có thể có những từ tốt hơn để giải thích điều này hơn tôi, nhưng điều quan trọng bạn phải nhớ là điện áp là một sự khác biệt tiềm năng. Trong hầu hết các trường hợp, phần "khác biệt" là sự khác biệt giữa một số tiềm năng và tiềm năng mặt đất. Khi ai đó nói -5v, họ nói rằng bạn ở dưới mặt đất.

Bạn cũng cần lưu ý rằng điện áp là tương đối. Vì vậy, như tôi đã đề cập trước đây, hầu hết mọi người đều đề cập đến "mặt đất"; nhưng mặt đất là gì? Bạn có thể nói mặt đất là mặt đất, nhưng trường hợp khi bạn có một thiết bị chạy bằng pin không có tiếp xúc với mặt đất. Trong tình huống này, chúng ta phải coi một số điểm tùy ý là "mặt đất". Thông thường các cực âm trên pin là những gì chúng tôi xem xét từ tài liệu tham khảo này.

Bây giờ hãy xem xét trường hợp bạn có 2 pin nối tiếp. Nếu cả hai đều là 5 volt, thì bạn sẽ nói bạn sẽ có tổng cộng 10 volt.

Nhưng giả định rằng bạn nhận được 0/10 dựa trên "mặt đất" là cực âm trên pin không chạm vào pin khác và sau đó 10V là vị trí của cực dương không chạm vào pin khác. Trong tình huống này, chúng tôi có thể đưa ra quyết định rằng chúng tôi muốn làm cho kết nối giữa 2 pin trở thành tham chiếu "mặt đất" của chúng tôi. Điều này sau đó sẽ dẫn đến + 5v ở một đầu và -5v ở đầu kia.

Đây là những gì tôi đã cố gắng giải thích:

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

Hãy tưởng tượng bạn đang đo chiều cao của một chiếc xe hơi. Bạn có thể lấy thước dây và đo khoảng cách từ mặt đất đến nóc xe. "Mái của chiếc xe này cao hơn mặt đất 4 feet."

Bạn cũng có thể đứng trên nóc xe và treo thước dây tương tự xuống đất. "Mặt đất là 4 feet dưới mái của chiếc xe này."

Điện áp hoạt động theo cùng một cách. Dấu hiệu tiêu cực chỉ là một quy ước, theo cùng một cách mà chiếc xe có cùng chiều cao, bất kể bạn đo nó theo cách nào. Lật dẫn vạn năng của bạn, và dấu hiệu tiêu cực sẽ biến mất.

Oh tại sao không ..

Để nói rằng bạn có điện áp + 5V tại điểm A có nghĩa là điểm A dương hơn 5 volt so với mặt đất bạn đã chọn.

Để nói rằng bạn có điện áp -5V tại điểm B có nghĩa là 'mặt đất' dương hơn 5 volt so với điểm B.

Dấu hiệu chỉ cho bạn biết cực tính của điện áp, đối với nút mặt đất.

Điện áp là một sự khác biệt trong tiềm năng. Nếu tôi kết nối thiết bị đầu cuối A của thiết bị với tiềm năng 30 volt và thiết bị đầu cuối B với tiềm năng 20 volt. Điện thế từ A đến B là 10 volt, nhưng điện thế từ B đến A là - 10 volt.

Hãy nghĩ về nó một tòa nhà cao tầng Để đi từ tầng 30 xuống tầng 20 bạn đi xuống 10 tầng.

Phần đầu tiên của câu hỏi này đã được trả lời rất tốt.

Đối với phần thứ hai, bạn có thểlấy thiết bị đầu cuối cung cấp thấp nhất từ ​​nguồn cung cấp và gọi 0V, sau đó mọi điện áp khác sẽ dương. Tuy nhiên, điều đó sẽ rất bất tiện cho nhiều mạch. Ví dụ, nguồn cung cấp năng lượng phổ biến cho mạch op-amp là + 12V và -12V. Bạn có thể đặt lại tên đầu ra -12V là "mặt đất", khi đó mặt đất cũ sẽ là + 12V và cũ + 12V sẽ là + 24V. Ngoài ra, tất cả các tín hiệu của bạn sẽ được tham chiếu đến + 12V và bạn sẽ phải tính đến điều đó bất cứ khi nào bạn đo lường mọi thứ. Ngoài ra, rất nhiều năng lượng được sử dụng giữa đầu ra cao nhất và trung bình (thực tế, điện tích ở đầu ra trên ban đầu đến từ đầu ra giữa và muốn quay trở lại đó), cùng với đầu ra thấp nhất. Nói chung, dễ dàng hơn để gắn nhãn đầu ra giữa 0V (mặt đất) và làm việc với điện áp dương và âm.

Tất cả điều này là bỏ qua các vấn đề nối đất. Trong cuộc sống thực, thường thì sản lượng mặt đất của nguồn cung cấp là có căn cứ, và nghĩ rằng toàn bộ Trái đất ở mức + 12V sẽ thật kỳ lạ.

Một số OP-Amps, ví dụ như 741 kỳ cựu, yêu cầu cung cấp của chúng là hai điện áp, một dương và một âm khác đối với mặt đất hoặc mức không của đầu vào và đầu ra tín hiệu. Trong bối cảnh này, việc nói về nguồn cung cấp là điều tự nhiên là + 15v và -15v (đây là các giá trị thường được trích dẫn cho 741)

Một điện áp xoay chiều, chẳng hạn như nguồn cung cấp điện xoay chiều, dao động dương và âm so với đường trung tính, rất gần với điện thế trái đất, vì vậy "trung tính" được coi là ở điện áp bằng không.

$A$$B$

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

$\vec{E}$

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

Ví dụ, nếu bộ nguồn của bạn hiển thị mặt đất, 5v, -5v thì thiết bị đầu cuối mặt đất của bạn dương với -5v, bạn nhận được 5v từ mặt đất theo cách đó. Nếu bạn sử dụng thiết bị đầu cuối 5v và -5v, thì bạn sẽ sử dụng -5v làm mặt đất và bạn sẽ nhận được 10v từ thiết bị đầu cuối 5v Nếu nói cũng có thiết bị đầu cuối 3v, bạn sẽ nhận được 8v từ thiết bị đầu cuối 3v bằng cách sử dụng - 5v làm mặt đất. Câu hỏi đơn giản, người trả lời đơn giản. Tôi có lẽ biết ít về điều này hơn những người khác đã bình luận ở đây.

Chà, chỉ để tặc hai xu của tôi, giả sử bạn có một thiết bị không có tiền. Với +10 volt, bạn đang mong đợi dòng điện sẽ đến của pin, thông qua widget và sau đó ... ở đâu? Nó chỉ có 10 volt, do đó, việc truyền khí từ mặt đất xuống đất là không thực sự có thể, nhưng nó có thể đi vào trường hợp vào tay người dùng, hoặc phí có thể chỉ đơn giản là ở phía xa của vật dụng. Vì vậy, bây giờ bạn có +10 volt ở một bên và +8 volt hoặc một cái gì đó ở phía bên kia, liên quan đến mặt đất. Các bộ tóc giả chỉ nhìn thấy một sự khác biệt 2 volt mặc dù.

Với aa + 5V và -5V, dòng điện được đẩy vào widget và rút ra khỏi widget.

Sức mạnh không được tạo ra bởi các electron lang thang xung quanh. Trong thực tế, một điện tử có thể đi lang thang khắp nơi mà không có điện áp nào được áp dụng. Năng lượng không thể được tạo ra hoặc phá hủy. Nó đến từ một nơi nào đó, và nó đi đâu đó. Ví dụ, khi bạn quay tay quay của máy phát điện, bạn không thực sự tạo ra năng lượng; bạn chỉ đơn thuần là chuyển sức mạnh mà thực vật hấp thụ từ mặt trời trước khi bạn ăn và tiêu hóa chúng. Bạn nên tiếp thị một máy phát điện như "chạy bằng nhiệt hạch hạt nhân".