¿Qué es el voltaje negativo?

Question

Solo una pregunta general de electrónica: ¿Qué es el voltaje negativo, como -5 voltios?

Desde mi conocimiento básico, la energía es generada por electrones que se desplazan desde el lado negativo al lado positivo de la fuente de energía (asumiendo corriente continua aquí). ¿Es el voltaje negativo cuando los electrones se desplazan de + a -?

¿Por qué algunos dispositivos incluso lo necesitan, qué tiene de especial?

Answer 1

Alguien puede tener mejores palabras para explicar esto que yo, pero lo importante que tienes que recordar es que el voltaje es una diferencia de potencial. En la mayoría de los casos, la parte de "diferencia" es una diferencia entre algún potencial y el potencial de tierra. Cuando alguien dice -5v, están diciendo que estás por debajo de tierra.

También hay que tener en cuenta que el voltaje es relativo. Entonces, como mencioné antes, la mayoría de la gente hace referencia a "tierra"; pero ¿qué es tierra? Puedes decir que la tierra es la tierra física, pero ¿qué pasa cuando tienes un dispositivo alimentado por batería que no tiene contacto con tierra? En esta situación tenemos que considerar algún punto arbitrario como "tierra". Por lo general, el terminal negativo de la batería es lo que consideramos desde esta referencia.

Ahora considera el caso de que tienes 2 baterías en serie. Si ambas fueran de 5 voltios, entonces dirías que tendrías un total de 10 voltios.

Pero la suposición de que obtienes 0/+10 está basada en "tierra" como siendo el terminal negativo de la batería que no está tocando la otra batería y luego 10V como siendo la ubicación del terminal positivo que no está tocando la otra batería. En esta situación podemos tomar la decisión de que queremos que la conexión entre las 2 baterías sea nuestra referencia de "tierra". Esto resultaría en +5v en un extremo y -5v en el otro extremo.

Esto es lo que estaba tratando de explicar:

+10v   +++   +5v
       | |
       | | < Batería
       | |
+5v    ---   0v
       +++
       | |
       | | < Otra Batería
       | |
0v     ---   -5v

Answer 2

Imagina que estás midiendo la altura de un coche. Podrías tomar una cinta métrica y medir la distancia desde el suelo hasta el techo del coche. "El techo de este coche está a 4 pies sobre el suelo".

También podrías pararte en el techo del coche y dejar colgar la misma cinta métrica hasta el suelo. "El suelo está a 4 pies por debajo del techo de este coche".

El voltaje funciona de la misma manera. El signo negativo es solo una convención, al igual que el coche tiene la misma altura, independientemente de cómo lo midas. Invierte los cables de tu multímetro y el signo negativo desaparecerá.

Answer 3

El voltaje es una diferencia de potencial. Si conecto la terminal A de un dispositivo a un potencial de 30 voltios y la terminal B a un potencial de 20 voltios. El potencial de A a B es de 10 voltios, pero el potencial de B a A es de -10 voltios.

Piénsalo como un edificio alto. Para ir del piso 30 al piso 20, bajas 10 pisos.

Answer 4

¡Oh, por qué no ..

Decir que tienes un voltaje de +5V en el punto A significa que el punto A está 5 voltios más positivo que tu tierra elegida.

Decir que tienes un voltaje de -5V en el punto B significa que la 'tierra' está 5 voltios más positiva que el punto B.

El signo solo te dice la polaridad del voltaje, con respecto al nodo de tierra.

Answer 5

La primera parte de esta pregunta ya ha sido respondida muy bien.

En cuanto a la segunda parte, podrías tomar el terminal de suministro más bajo de la fuente de alimentación y llamarlo 0V, luego cada otro voltaje sería positivo. Sin embargo, eso sería muy inconveniente para muchos circuitos. Por ejemplo, las fuentes de alimentación comunes para un circuito de amplificador operacional son +12V y -12V. Podrías renombrar la salida de -12V como "tierra", entonces la antigua tierra sería +12V y la antigua +12V sería +24V. Además, todas tus señales estarían referenciadas a +12V y tendrías que tenerlo en cuenta cada vez que midas cosas. Además, mucho de la energía se utiliza entre la salida más alta y la intermedia (en efecto, la carga en la salida superior originalmente proviene de la salida intermedia y quiere regresar allí), lo mismo con la salida más baja. En resumen, es más fácil etiquetar la salida intermedia como 0V (tierra) y trabajar con voltajes positivos y negativos.

Todo esto está ignorando los problemas de puesta a tierra. En la vida real, a menudo la salida de tierra en la fuente está literalmente conectada a tierra, y pensar en toda la Tierra como si estuviera a +12V sería simplemente extraño.