負電圧とは？

ちょうど一般的なエレクトロニクスの質問：-5ボルトのような負電圧とは何ですか？

私の基本的な知識から、電力は、電源のマイナス側からプラス側に移動する電子によって生成されます（ここではDC電力を想定しています）。電子が+から-にさまようとき、負の電圧はありますか？

なぜいくつかのデバイスがそれを必要とするのですか、それについてそれほど特別なのは何ですか？

誰かがこれを説明するのに私よりも良い言葉を持っているかもしれませんが、覚えておくべき大きなことは、電圧は潜在的な違いです。ほとんどの場合、「差」の部分は、ある電位と接地電位の差です。誰かが-5vと言うとき、彼らはあなたが地下にいると言っています。

また、電圧は相対的であることに留意する必要があります。前に述べたように、ほとんどの人は「地面」に言及しています。しかし、地面は何ですか？接地は接地であると言えますが、接地されていないバッテリー駆動のデバイスがある場合はどうでしょうか。この状況では、任意のポイントを「グラウンド」として扱う必要があります。通常、バッテリーのマイナス端子は、このリファレンスから検討したものです。

次に、2つのバッテリーを直列に接続している場合を考えます。両方が5ボルトだった場合、合計10ボルトになると言います。

しかし、0 / + 10が得られるという仮定は、他のバッテリーに触れていないバッテリーのマイナス端子である「グラウンド」と、触れていないプラス端子の位置である10Vに基づいています。他のバッテリー。この状況では、2つのバッテリー間の接続を「接地」基準にすることを決定できます。これにより、一端が+ 5vになり、他端が-5vになります。

ここに私が説明しようとしていたものがあります：

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

車の高さを測定していると想像してください。巻尺を取り、地面から車の屋根までの距離を測定できます。「この車の屋根は地上4フィートです。」

車の屋根の上に立ち、同じ巻尺を地面にぶら下げることもできます。「地面はこの車の屋根から4フィート下にあります。」

電圧も同じように機能します。負の記号は単なる慣例であり、車の高さを測定する方法に関係なく、車の高さは同じです。マルチメータのリードを反転すると、マイナス記号が消えます。

ああどうして..

ポイントAの電圧が+ 5Vであるとは、ポイントAが選択したグランドより5ボルト高いことを意味します。

ポイントBに-5Vの電圧があるということは、「グランド」がポイントBより5ボルト正であることを意味します。

記号は、接地ノードに対する電圧の極性を示しています。

電圧は電位差です。デバイスの端子Aを30ボルトの電位に接続し、端子Bを20ボルトの電位に接続した場合。AからBへの電位は10ボルトですが、BからAへの電位は-10ボルトです。

高い建物だと考えてください30階から20階に行くには、10階下に行きます。

この質問の最初の部分はすでに非常によく回答されています。

第二部については、あなたができる電源から最も低い電源端子を取り、その0Vを呼び出すと、他のすべての電圧は正になります。しかし、それは多くの回路にとって非常に不便です。たとえば、オペアンプ回路の一般的な電源は+ 12Vおよび-12Vです。-12V出力のラベルを「グラウンド」に変更すると、古いグラウンドは+ 12Vになり、古い+ 12Vは+ 24Vになります。また、すべての信号は+ 12Vを基準としているため、物事を測定するときは常にそれを考慮する必要があります。また、最高出力と中間出力の間で多くの電力が使用されます（実際、最上位出力の電荷はもともと中間出力から来て、そこに戻りたい）、最低出力と同じです。全体として、中間出力に0V（グランド）のラベルを付け、正および負の電圧で作業する方が簡単です。

これはすべて、接地問題を無視しています。実際には、電源のグラウンド出力は文字通り接地されていることが多く、地球全体が+ 12Vであると考えるのは奇妙です。

ベテラン741などの一部のOP-Ampでは、信号入力および出力のグランドまたはゼロレベルに対して正と負の2つの電圧として電源を必要とします。 + 15vおよび-15v（これらは741で一般的に引用される値です）

AC電源などの交流電圧は、アース電位に非常に近い中性線に対して正と負に振れるため、「中性」はゼロ電圧と見なされます。

2つの物理ポイントと間の電圧は次のように定義されます$A$$B$

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

ここで、は積分のパス上の電界です。$\vec{E}$

A $V_{AB}$この統合により、は負または正（またはゼロ）になります。たとえば、ポイントとを入れ替えると、符号が変わります。$A$$B$

たとえば、電源がアース、5v、-5vを示している場合、アース端子は-5vに対して正であり、そのようにアースから5vを取得します。5vおよび-5v端末を使用する場合、-5vをグランドとして使用し、5v端末から10vを取得します。3v端末もある場合、-を使用して3v端末から8vを取得します地面として5v。簡単な質問、簡単な答えの人々。私はおそらく、ここでコメントした他の誰よりもこのことについてあまり知らないでしょう。

まあ、ちょうど私の2セントをチャックするには、接地されていないデバイスがあるとしましょう。+10ボルトでは、ウィジェットを介してバッテリーから電流が流れると予想されます。わずか10ボルトであるため、空中を接地してアーク放電することは実際には不可能ですが、ケースを通過してユーザーの手に入るか、充電がウィジェットの遠端に留まる可能性があります。これで、地面に対して+10ボルト、もう一方に+8ボルトなどがあります。しかし、この小人は2ボルトの違いしか見ません。

aa + 5Vと-5Vの場合、電流はウィジェットにプッシュされ、ウィジェットから引き出されます。

電子はさまよう電子によって生成されません。実際、電子は電圧がまったく印加されていない場所をさまよいます。エネルギーを作成または破壊することはできません。それはどこかから来て、どこかに行きます。たとえば、発電機のクランクを回しても、実際には発電していません。植物を食べて消化する前に、植物が太陽から吸収した力を単に伝達しているだけです。このような発電機は、「熱核融合を動力とする」ものとして販売する必要があります。