แรงดันลบคืออะไร?

แค่คำถามอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป: แรงดันลบคืออะไรเช่น -5 โวลต์

จากความรู้พื้นฐานของฉันพลังงานถูกสร้างขึ้นโดยอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่จากลบไปยังด้านบวกของแหล่งพลังงาน (สมมติว่าพลังงาน DC ตรงนี้) แรงดันลบคือเมื่ออิเล็กตรอนเดินจาก + ถึง -?

ทำไมบางอุปกรณ์ถึงจำเป็นต้องใช้มันมีอะไรพิเศษเกี่ยวกับมันบ้าง?

บางคนอาจมีคำอธิบายที่ดีกว่าฉัน แต่สิ่งสำคัญที่คุณต้องจำไว้คือแรงดันไฟฟ้าอาจแตกต่างกัน ในกรณีส่วนใหญ่ "ความแตกต่าง" ส่วนหนึ่งคือความแตกต่างระหว่างศักยภาพบางอย่างกับศักยภาพภาคพื้นดิน เมื่อมีคนบอกว่า -5v พวกเขาจะบอกว่าคุณอยู่ต่ำกว่าพื้นดิน

คุณต้องจำไว้ว่าแรงดันไฟฟ้านั้นสัมพันธ์กัน อย่างที่ฉันพูดไว้ก่อนหน้านี้คนส่วนใหญ่อ้างถึง "พื้นดิน"; แต่พื้นดินคืออะไร? คุณสามารถพูดได้ว่ากราวด์เป็นกราวด์ดิน แต่จะเป็นอย่างไรเมื่อคุณมีอุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่ซึ่งไม่ต้องสัมผัส ในสถานการณ์เช่นนี้เราต้องปฏิบัติต่อจุดตามอำเภอใจบางอย่างว่าเป็น "พื้นดิน" โดยปกติแล้วขั้วลบของแบตเตอรี่คือสิ่งที่เราพิจารณาจากข้อมูลอ้างอิงนี้

พิจารณากรณีที่คุณมีแบตเตอรี่ 2 ก้อนในซีรีย์ ถ้าทั้งคู่มี 5 โวลต์คุณจะบอกว่าคุณจะมีทั้งหมด 10 โวลต์

แต่ข้อสันนิษฐานที่คุณได้รับ 0 / + 10 นั้นอ้างอิงจาก "กราวด์" ว่าเป็นขั้วลบของแบตเตอรี่ที่ไม่ได้สัมผัสกับแบตเตอรี่ตัวอื่นและจากนั้น 10V เป็นตำแหน่งของขั้วบวกที่ไม่ได้สัมผัส แบตเตอรี่อื่น ๆ ในสถานการณ์นี้เราสามารถตัดสินใจได้ว่าเราต้องการเชื่อมต่อระหว่างแบตเตอรี่ 2 ก้อนเป็นข้อมูลอ้างอิง "กราวด์" ของเรา นี่จะส่งผลให้มีค่า + 5v ที่ปลายด้านหนึ่งและ -5v ที่ปลายอีกด้านหนึ่ง

นี่คือสิ่งที่ฉันพยายามอธิบาย:

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

ลองนึกภาพคุณกำลังวัดความสูงของรถยนต์ คุณสามารถใช้เทปวัดและวัดระยะทางจากพื้นดินถึงหลังคาของรถ "หลังคารถคันนี้สูงจากพื้นดิน 4 ฟุต"

คุณสามารถยืนบนหลังคาของรถและห้อยเทปขนาดเดียวกันลงไปที่พื้นได้ "พื้นดินต่ำกว่าหลังคารถยนต์ 4 ฟุต"

แรงดันไฟฟ้าทำงานในลักษณะเดียวกัน เครื่องหมายลบเป็นเพียงการประชุมในลักษณะเดียวกับที่รถมีความสูงเท่ากันไม่ว่าคุณจะวัดด้วยวิธีใด พลิกสายวัดมัลติมิเตอร์ของคุณแล้วเครื่องหมายลบจะหายไป

ทำไมไม่ ..

ในการบอกว่าคุณมีแรงดันไฟฟ้า + 5V ที่จุด A หมายความว่าจุด A นั้นมีค่า 5 โวลต์ที่เป็นบวกมากกว่ากราวด์ที่คุณเลือก

ในการบอกว่าคุณมีแรงดันไฟฟ้า -5V ที่จุด B หมายความว่า 'กราวด์' มีค่า 5 โวลต์เป็นบวกมากกว่าจุด B

เครื่องหมายจะบอกขั้วของแรงดันไฟฟ้าที่เกี่ยวกับโหนดกราวด์

แรงดันไฟฟ้ามีความแตกต่างในศักยภาพ ถ้าฉันเชื่อมต่อเทอร์มินัล A ของอุปกรณ์กับศักย์ 30 โวลต์และเทอร์มินัล B ไปยังศักย์ 20 โวลต์ ศักยภาพจาก A ถึง B คือ 10 โวลต์ แต่ศักยภาพจาก B ถึง A คือ - 10 โวลต์

คิดว่ามันเป็นตึกสูงจากชั้น 30 ถึงชั้น 20 คุณลงไป 10 ชั้น

ส่วนแรกของคำถามนี้ได้รับการตอบรับเป็นอย่างดี

ในส่วนที่สองคุณสามารถทำได้นำเทอร์มินัลซัพพลายที่ต่ำที่สุดจากแหล่งจ่ายไฟและเรียกว่า 0V จากนั้นแรงดันไฟฟ้าอื่น ๆ ทุกค่าจะเป็นค่าบวก อย่างไรก็ตามมันจะไม่สะดวกสำหรับหลาย ๆ วงจร ตัวอย่างเช่นแหล่งจ่ายไฟทั่วไปสำหรับวงจร op-amp คือ + 12V และ -12V คุณสามารถติดฉลากเอาต์พุต -12V ใหม่เป็น "กราวด์" จากนั้นกราวด์เก่าจะเป็น + 12V และเก่า + 12V จะเป็น +24V นอกจากนี้สัญญาณทั้งหมดของคุณจะถูกอ้างอิงถึง + 12V และคุณจะต้องคำนึงถึงสิ่งนั้นตลอดเวลาที่คุณวัดสิ่งต่างๆ นอกจากนี้พลังงานจำนวนมากถูกใช้ระหว่างเอาท์พุทสูงสุดกับมิดเดิ้ล (โดยปกติแล้วการชาร์จในเอาท์พุตสูงสุดนั้นมาจากเอ้าท์พุทกลางและต้องการกลับไปที่นั่น) เช่นเดียวกันกับเอาต์พุตต่ำสุด ทั้งหมดนั้นง่ายต่อการติดป้ายกลางเอาท์พุท 0V (กราวด์) และทำงานกับแรงดันไฟฟ้าบวกและลบ

ทั้งหมดนี้ไม่สนใจปัญหาการต่อลงดิน ในชีวิตจริงบ่อยครั้งที่เอาท์พุทภาคพื้นดินในการจัดหาเป็นเหตุผลอย่างแท้จริงและการคิดของโลกทั้งโลกว่าเป็นที่ + 12V จะแปลก

OP-Amps บางตัวเช่นทหารผ่านศึก 741 ต้องการแรงดันไฟฟ้าสองระดับหนึ่งค่าบวกและลบอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับพื้นดินหรือระดับศูนย์ของสัญญาณอินพุตและเอาต์พุตในบริบทนี้มันเป็นธรรมชาติที่จะพูดถึงวัสดุสิ้นเปลือง กำลัง +15v และ -15v (นี่คือค่าที่ยกมาโดยทั่วไปสำหรับ 741)

แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเช่นแหล่งจ่ายไฟกระแสสลับจะแกว่งไปทางบวกและลบเมื่อเทียบกับเส้นกลางซึ่งอยู่ใกล้กับศักยภาพของโลกดังนั้น "เป็นกลาง" จึงถือเป็นแรงดันไฟฟ้าที่ศูนย์

$A$$B$

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

$\vec{E}$

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

หากตัวอย่างเช่นแหล่งจ่ายไฟของคุณแสดงกราวด์, 5v, -5v ดังนั้นเทอร์มินัลกราวด์ของคุณจะเป็นบวกกับ -5v คุณจะได้รับ 5v จากทางนั้น หากคุณใช้เทอร์มินัล 5v และ -5v คุณจะใช้ -5v เป็นกราวด์และคุณจะได้รับ 10v จากเทอร์มินัล 5v ถ้าบอกว่ายังมีเทอร์มินัล 3v คุณจะได้รับ 8v จากเทอร์มินัล 3v โดยใช้ - 5v เป็นพื้นดิน คำถามง่ายๆคนตอบง่าย ๆ ฉันอาจรู้น้อยกว่าคนอื่นที่แสดงความคิดเห็นที่นี่

เอาเป็นว่าแค่เชยในสองเซ็นต์ของฉันสมมติว่าคุณมีอุปกรณ์ที่ไม่มีเหตุผล ด้วย +10 โวลต์คุณคาดหวังว่ากระแสไฟฟ้าจะมาจากแบตเตอรี่ผ่านวิดเจ็ตและจากนั้น ... ที่ไหน มันมีเพียง 10 โวลต์ดังนั้นจึงไม่สามารถทำได้โดยใช้อากาศสู่พื้นดิน แต่อาจทำผ่านมือของผู้ใช้หรือค่าใช้จ่ายอาจอยู่ที่ปลายสุดของวิดเจ็ต ดังนั้นตอนนี้คุณมี +10 โวลต์ที่ด้านหนึ่งและ +8 โวลต์หรือบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับพื้น วิกผมเห็นความแตกต่างเพียง 2 โวลต์

ด้วย aa + 5V และ a5V กระแสจะถูกผลักเข้าสู่วิดเจ็ตและดึงออกจากวิดเจ็ต

พลังงานไม่ได้ถูกสร้างขึ้นโดยอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ไปรอบ ๆ อันที่จริงอิเล็กตรอนอาจเดินไปทั่วสถานที่โดยไม่มีแรงดันไฟฟ้าเลย พลังงานไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้ มันมาจากที่ใดที่หนึ่งและไปที่ไหนสักแห่ง ตัวอย่างเช่นเมื่อคุณหมุนข้อเหวี่ยงของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคุณไม่ได้ผลิตพลังงานจริงๆ คุณเป็นเพียงการถ่ายโอนพลังที่พืชดูดซับจากดวงอาทิตย์ก่อนที่คุณจะกินและย่อยสลาย คุณควรทำการตลาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเช่น "ขับเคลื่อนโดยความร้อนนิวเคลียร์"