Apa itu tegangan negatif?

Hanya pertanyaan elektronik umum: Apa itu tegangan negatif, seperti -5 Volt?

Dari pengetahuan dasar saya, daya dihasilkan oleh elektron yang berkeliaran dari sisi minus ke sisi plus dari sumber daya (dengan asumsi daya DC di sini). Apakah tegangan negatif ketika elektron mengembara dari + ke -?

Mengapa beberapa perangkat bahkan membutuhkannya, apa yang istimewa dari itu?

Seseorang mungkin memiliki kata-kata yang lebih baik untuk menjelaskan hal ini daripada saya, tetapi hal besar yang harus Anda ingat adalah tegangan adalah perbedaan potensial. Dalam kebanyakan kasus, bagian "perbedaan" adalah perbedaan antara beberapa potensi dan potensi dasar. Ketika seseorang mengatakan -5v, mereka mengatakan bahwa Anda di bawah tanah.

Anda juga perlu mengingat bahwa voltase relatif. Jadi seperti yang saya sebutkan sebelumnya, kebanyakan orang merujuk ke "tanah"; tapi apa tanahnya? Anda dapat mengatakan arde adalah arde, namun bagaimana dengan kasus ketika Anda memiliki perangkat bertenaga baterai yang tidak memiliki kontak ke arde. Dalam situasi ini kita harus memperlakukan beberapa titik arbitrer sebagai "tanah". Biasanya terminal negatif pada baterai adalah apa yang kita pertimbangkan dari referensi ini.

Sekarang perhatikan casing yang Anda miliki dalam 2 baterai secara seri. Jika keduanya 5 volt, maka Anda akan mengatakan Anda akan memiliki total 10 volt.

Tetapi asumsi bahwa Anda mendapatkan 0 / + 10 didasarkan dari "ground" sebagai terminal negatif pada baterai yang tidak menyentuh baterai lain dan kemudian 10V sebagai lokasi terminal positif yang tidak menyentuh baterai lainnya. Dalam situasi ini kita dapat membuat keputusan bahwa kita ingin membuat koneksi antara 2 baterai menjadi referensi "pembumian" kita. Ini kemudian akan menghasilkan +5v di satu ujung dan -5v di ujung lainnya.

Inilah yang saya coba jelaskan:

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

Bayangkan Anda sedang mengukur ketinggian mobil. Anda bisa mengambil pita pengukur dan mengukur jarak dari tanah ke atap mobil. "Atap mobil ini 4 kaki di atas tanah."

Anda juga bisa berdiri di atap mobil dan menggantung pita pengukur yang sama ke tanah. "Tanahnya 4 kaki di bawah atap mobil ini."

Tegangan bekerja dengan cara yang sama. Tanda negatif itu hanya sebuah konvensi, sama seperti mobil itu memiliki ketinggian yang sama, terlepas dari cara Anda mengukurnya. Balikkan ujung multimeter Anda, dan tanda negatif akan hilang.

oh kenapa tidak ..

Untuk mengatakan Anda memiliki tegangan + 5V pada titik A berarti bahwa titik A lebih positif 5 volt daripada arde yang Anda pilih.

Untuk mengatakan Anda memiliki tegangan -5V pada titik B berarti 'tanah' 5 volt lebih positif daripada titik B.

Tanda hanya memberi tahu Anda polaritas tegangan, sehubungan dengan simpul ground.

Tegangan adalah perbedaan potensial. Jika saya menghubungkan terminal A dari perangkat ke potensial 30 volt dan terminal B ke potensial 20 volt. Potensi dari A ke B adalah 10 volt, tetapi potensi dari B ke A adalah - 10 volt.

Anggap saja bangunan tinggi. Dari lantai 30 ke lantai 20 Anda turun 10 lantai.

Bagian pertama dari pertanyaan ini sudah dijawab dengan sangat baik.

Adapun bagian kedua, Anda bisamengambil terminal suplai terendah dari catu daya dan menyebutnya 0V, maka setiap tegangan lainnya akan positif. Namun, itu akan sangat merepotkan bagi banyak sirkuit. Misalnya, catu daya umum untuk rangkaian op-amp adalah + 12V dan -12V. Anda bisa menandai ulang output -12V sebagai "ground", maka ground yang lama akan menjadi + 12V dan yang lama + 12V akan menjadi + 24V. Juga, semua sinyal Anda akan dirujuk ke + 12V dan Anda harus memperhitungkannya setiap kali Anda mengukur sesuatu. Juga, banyak daya yang digunakan antara output tertinggi dan menengah (pada dasarnya muatan di output atas awalnya berasal dari output tengah dan ingin kembali ke sana), sama dengan output terendah. Secara keseluruhan, lebih mudah untuk memberi label output tengah 0V (ground) dan bekerja dengan voltase positif dan negatif.

Semua ini mengabaikan masalah pentanahan. Dalam kehidupan nyata sering kali output tanah pada pasokan benar-benar didasarkan, dan berpikir seluruh Bumi berada pada + 12V hanya akan aneh.

Beberapa OP-Amps, misalnya veteran 741, membutuhkan suplai mereka sebagai dua voltase, satu positif dan negatif lainnya berkenaan dengan ground atau level nol dari input dan output sinyal. Dalam konteks ini adalah wajar untuk berbicara tentang suplai menjadi + 15v dan -15v (ini adalah nilai yang umumnya dikutip untuk 741)

Tegangan bolak-balik, seperti suplai utama ac, berayun positif dan negatif sehubungan dengan garis netral, yang sangat dekat dengan potensial bumi, sehingga "netral" dianggap sebagai tegangan nol.

$A$$B$

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

$\vec{E}$

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

Jika misalnya catu daya Anda menunjukkan ground, 5v, -5v maka terminal ground Anda positif ke -5v, Anda mendapatkan 5v dari ground dengan cara itu. Jika Anda menggunakan terminal 5v dan -5v, maka Anda akan menggunakan -5v sebagai ground dan Anda akan mendapatkan 10v dari terminal 5v. Jika mengatakan ada juga terminal 3v, Anda akan mendapatkan 8v dari terminal 3v menggunakan - 5v sebagai tanah. Pertanyaan sederhana, jawaban sederhana orang. Saya mungkin kurang tahu tentang ini daripada orang lain yang berkomentar di sini.

Nah, hanya untuk membuang dua sen saya, katakanlah Anda memiliki perangkat yang tidak dikunci. Dengan +10 volt, Anda mengharapkan arus baterai, melalui widget, dan kemudian ... di mana? Ini hanya 10 volt, jadi naik melalui udara ke tanah tidak benar-benar mungkin, tetapi bisa menembus kasing ke tangan pengguna, atau muatannya bisa tetap berada di ujung widget. Jadi sekarang Anda memiliki +10 volt di satu sisi dan +8 volt atau sesuatu di sisi lain, relatif ke tanah. Wiget hanya melihat perbedaan 2 volt.

Dengan a + 5V dan -5V, arus didorong ke dalam widget dan keluar dari widget.

Daya tidak dihasilkan oleh elektron yang berkeliaran. Faktanya, sebuah elektron bisa berkeliaran di semua tempat tanpa tegangan sama sekali. Energi tidak dapat diciptakan atau dihancurkan. Itu datang dari suatu tempat, dan itu pergi ke suatu tempat. Misalnya, ketika Anda memutar engkol generator, Anda tidak benar-benar menghasilkan daya; Anda hanya memindahkan kekuatan yang diserap tanaman dari matahari sebelum Anda makan dan mencernanya. Anda harus memasarkan generator seperti "didukung oleh fusi termonuklir".