Читаем схему от минуса к плюсу / Хабр
Добрый день. Я разработчик ПО и начал изучать электронику. Я хочу написать свою книгу о том что я узнаю в электронике и как создать эмулятор и построить устройство. Я прочитал первые страницы «Art of electronics» и сразу же приступил к написанию эмулятора. Но я вычисления производил от плюса к минусу. Потом вспомнил что по-настоящему ток течет от минуса к плюсу. Я начал расследовать и домысливать как это работает. Понял что у заряда есть поле. В общем если вам интересно, добро пожаловать.
Сначала я расскажу как же все таки можно вычислить общее напряжение в цепи. Вот пример картинки.
Ток пока не знает сколько перед ним резисторов и поэтому происходит мощный импульс, он каждый раз разный в зависимости от числа элементов на схеме. Что мы делаем дальше.
Ещё раз говорю, это мои размышления о том как работает ток и как можно сделать эмулятор правильно. Я так понял, что отрицательный заряд это количество электронов в отрицательном поле заряда находится. и в данном случае так как в отрицательном поле находится больше или равно числу отрицательного источника вольт, то заряд по закону магнетизма отталкивается и идет до первого резистора (к примеру на нашей схеме). Далее так как он не знает что ещё есть преграды, то он просто идет дальше, и поэтому для него не существует преград вообще. в конце концов он достигает конца и заряд из-за давления проталкивает из положительного поля в отрицательное и притягивается к плюсу. Может я что-то не так говорю, но что показывает нам математика? Если я прав, то вообще круто. Вот цифры.
Что мы делаем в начале, сначала нам надо разделить наши вольты на каждый элемент в схеме.
1.72 / 1.7 = 1.011764706
1.72 / 1.21 = 1.421487603
складываем их и получаем начальное общее напряжение в цепи.
1.011764706 + 1.421487603 = 2.433252309
Теперь так как мы знаем общее начальное напряжение в цепи, то значит знаем сколько ом в каждом резисторе.
1.7 + 1.21 = 2.91
Теперь нам надо умножить общее напряжение на общее сопротивление.
2.433252309 * 2.91 = 7.080764219
Тем самым мы получили, как я думаю это вольтаж при первом проходе.
Теперь мы можем узнать во сколько раз увеличилось ток в вольтах.
7.080764219 / 1.72 = 4.116723383
Вот это увеличение и есть наша главная цифра. Теперь зная ещё мы можем узнать общее напряжение в цепи. Берем наше старое общее значение напряжения и делим его на 4.116723383
2.433252309 / 4.116723383 = 0.591065292
0.591065292 — это общее напряжение в цепи.
Давайте другой пример.
Я добавил новый резистор 2.52
Считаем.
1.26 / 1.7 = 0.741176471
1.26 / 1.21 = 1.041322314
1.26 / 2.52 = 0.5
0.741176471 + 1.041322314 + 0.5 = 2.282498785
узнали общее напряжение = 2.282498785.
Узнаем вольтаж проходимый через всё это.
2.282498785 * (1.7 + 1.21 + 2.52) = 12.393968403
Теперь знаем настоящий вольтаж = 12.393968403.
Теперь получим усиление от первоначального источника.
12.393968403 / 1.26 = 9.83648286
Зная усиление мы можем найти дальнейшее общее напряжение.
2.282498785 / 9.83648286 = 0.232044199
То есть оно как, то сглаживается. Вот можно по картинке увидеть что значения верны.
Может быть я не совсем правильно что-то рассказываю, я всё еще логически не могу понять как заряд между резисторами, если у него всё в положительном поле находятся все электроны, всё ещё двигается по направлению к плюсу. Но мне нравиться разбираться в этом, электроника это интересно.
Я обновляю статью, забыл написать прохождение теперь дальше, чтобы узнать сколько вольт там и там.
Вот заряд движется от минуса к первому резистору. Вычисляем сколько вольт перейдет в положительный полюс у заряда.
1.7 * 0.232 = 0.3944
Далее считаем сколько вольт перейдет после 1.21
0.232 * 1.21 = 0.28072
280.72 это то что перешло в положительный полюс заряда. теперь складываем все что есть в положительном полюсе.
0.3944 + 0.28072 = 0.67512
И высчитываем далее и так мы узнаем что ближе к концу будет полный заряд в положительном поле.
Каково направление электрического тока? — ASUTPP
В каком направлении на самом деле течет электрический ток? Этот вопрос возникает во многих случаях. Итак, давайте посмотрим на этот вопрос в данной статье.
Различают техническое направление тока и физическое направление тока.
- Техническое направление электрического тока: от плюса к минусу.
- Физическое направление электрического тока: от минуса к плюсу.
Это хорошо иллюстрируется на рисунке 1 ниже:
Рис. 1. Направление электрического токаКогда было открыто электричество, было установлено, что электрический ток будет течь от положительного полюса источника тока к отрицательному. Андре-Мари Ампер был первым, кто ввёл термин «электрический ток» в его нынешнем виде и определил направление тока. При этом его выводы основывались на опыте с устройством для разложения воды (H2O ) на кислород (O2) и водород (H2), которое в химии известно как «аппарат Гофмана для электролиза воды».
Рис. 2. Аппарат Гофмана для электролиза водыЕсли к аппарату для электролиза воды (см. рисунок 2) подключить полюса источника тока, то в сосуде, подключенном к положительному полюсу, образуется кислород (O2), а в сосуде, подключенном к отрицательному полюсу, — водород (h3). Ампер определил (произвольно) направление тока от «кислородного провода» к «водородному проводу». В литературе это закрепилось как техническое (обычное) направление тока, которое отражалось в том, что за направление тока условно приняли то направление, по которому движутся (или могли бы двигаться) в проводнике положительные заряды, т. е. направление от положительного полюса источника тока к отрицательному.
Если подытожить вышенаписанное, то можно сделать вывод о том, что вопрос о направлении электрического тока возник в науке тогда, когда об электронах и ионах ещё ничего не было известно. В то время предполагали, что во всех проводниках могут перемещаться как положительные, так и отрицательные электрические заряды.
Однако, когда человек «погрузился» в атомную физику, он понял, что это неверный путь. Сегодня мы, благодаря той же атомной физике знаем, что в металлах текут только частицы обладающие отрицательным зарядом, то есть электроны, поэтому направление тока от «минуса к плюсу» было бы более логичным. Следовательно правильно говорить о том, что электроны притягиваются к положительному полюсу источника тока и поэтому текут к нему. Это ничто иное как физическое направлении тока.
В тоже время, из-за больших сложностей с возможным изменением огромного количества технической литературы, которая сформировалась за эти многие годы еще со времен Андре-Мари Ампера, было решено продолжать использовать первоначальное направление электрического тока и называть его техническим направлением тока или обычным (традиционным) направлением электрического тока. В электрических схемах обычно используется именно техническое направление тока.
Смотрите также статью: Закон Ома для участка цепи.
Важные примечания:
- Если специально не указано иное, в принципиальных схемах используется именно техническое направление тока!
- Стрелка указывает направление тока (часто используется в электрических цепях).
- Если текущее направление тока принято ошибочно, это можно увидеть по знаку минус, например, -2 А.
Что означает плюс (+) в обозначении источника напряжения?
спросил
Изменено 3 года, 5 месяцев назад
Просмотрено 1к раз
\$\начало группы\$Символ плюса в источнике напряжения обозначает наивысший потенциал 9Конец 0014 или это положительный конец ?
Верен ли этот ответ для IEEE, IEC и NEC?
Для знающих это может показаться тривиальным, но я провел исследование и не нашел ответа.
ОБНОВЛЕНИЕ :
Мой вопрос возникает из-за того, что существует поток электронов (настоящий, когда электроны являются носителями заряда) и условный поток (адаптированный, чтобы не думать «негативно» дважды) .
Если плюс означает положительный конец , то электроны движутся
Если плюс означает конец с наивысшим потенциалом , то электроны движутся из концов в потоке электронов, поскольку электроны переходят от высокого потенциала к низкому потенциалу.
- напряжение
- символ
Это одновременно положительный конец и конец с более высоким потенциалом.
Поскольку электрон имеет отрицательный заряд, его потенциальная энергия ниже, когда он находится под более высоким потенциалом, и наоборот. Таким образом, электроны имеют тенденцию течь к более высоким потенциалам.
\$\конечная группа\$ 1 \$\начало группы\$Когда говорят, что источник напряжения составляет 5 В, это означает, что положительный потенциал будет на 5 В выше, чем отрицательный. Если было -5В, то плюс будет на 5В ниже. Помните, напряжение всегда относительно.
Хорошо придерживаться одной точки зрения. Большинство вещей основано на обычном токе, потоке «положительного заряда». Это «положительный заряд», который течет от более высокого потенциала к более низкому. Система, основанная на электронном токе, все перевернет.
\$\конечная группа\$ 1Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью GoogleОпубликовать как гость
Электронная почтаТребуется, но не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почтаТребуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания и подтверждаете, что прочитали и поняли нашу политику конфиденциальности и кодекс поведения.
Что такое отрицательное напряжение? — Обмен стека электротехники
спросил
Изменено 1 месяц назад
Просмотрено 285 тысяч раз
\$\начало группы\$Просто общий вопрос по электронике: что такое отрицательное напряжение, например -5 Вольт?
Исходя из моих базовых знаний, энергия генерируется электронами, блуждающими от отрицательной стороны к положительной стороне источника питания (здесь предполагается мощность постоянного тока). Является ли отрицательное напряжение, когда электроны блуждают от + к -?
Зачем он вообще нужен некоторым устройствам, что в нем такого особенного?
- напряжение
У кого-то могут быть лучшие слова, чтобы объяснить это, чем у меня, но важно помнить, что напряжение — это разность потенциалов. В большинстве случаев «разностная» часть представляет собой разницу между некоторым потенциалом и потенциалом земли. Когда кто-то говорит -5v, они говорят, что вы находитесь под землей.
Вы также должны иметь в виду, что напряжение является относительным. Итак, как я упоминал ранее, большинство людей ссылаются на «землю»; но что такое земля? Вы можете сказать, что земля — это земля, но как насчет случая, когда у вас есть устройство с батарейным питанием, которое не имеет контакта с землей. В этой ситуации мы должны рассматривать некоторую произвольную точку как «землю». Обычно отрицательная клемма на аккумуляторе — это то, что мы рассматриваем в этой ссылке.
Теперь рассмотрим случай, когда у вас последовательно соединены 2 батареи. Если бы оба были 5 вольт, то вы бы сказали, что у вас всего 10 вольт.
Но предположение, что вы получаете 0/+10, основано на «земле» как на отрицательной клемме батареи, которая не касается другой батареи, а затем на 10 В как на расположении положительной клеммы, которая не касается другой батареи. касаясь другой батареи. В этой ситуации мы можем принять решение, что мы хотим сделать соединение между двумя батареями нашей «землей». Это приведет к +5 В на одном конце и -5 В на другом конце.
Вот что я пытался объяснить:
+10v +++ +5v | | | | < Аккумулятор | | +5В --- 0В +++ | | | | < Другая батарея | | 0В --- -5В
Представьте, что вы измеряете высоту автомобиля. Вы можете взять рулетку и измерить расстояние от земли до крыши автомобиля. «Крыша этой машины находится на высоте 4 фута над землей».
Вы также можете встать на крышу автомобиля и свесить ту же рулетку на землю. «Земля находится на 4 фута ниже крыши этой машины».
Напряжение работает так же. Знак минус — это просто условность, точно так же, как автомобиль имеет одинаковую высоту, независимо от того, как вы его измеряете. Переверните выводы мультиметра, и отрицательный знак исчезнет.
Напряжение – это разность потенциалов. Если я подключаю клемму A устройства к потенциалу 30 вольт, а клемму B к потенциалу 20 вольт. Потенциал от А до В равен 10 вольт, но потенциал от В до А равен - 10 вольт.
Представьте себе высокое здание Чтобы подняться с 30 этажа на 20 этаж, вы спуститесь на 10 этажей.
\$\конечная группа\$ \$\начало группы\$ну почему бы и нет..
Сказать, что у вас есть напряжение +5 В в точке А, означает, что точка А на 5 вольт больше положительного, чем выбранная вами земля.
Сказать, что у вас есть напряжение -5 В в точке B, означает, что «земля» на 5 вольт больше положительной, чем точка B.
Знак просто указывает полярность напряжения по отношению к узлу земли.
\$\конечная группа\$ \$\начало группы\$На первую часть этого вопроса уже дан очень хороший ответ.
Что касается второй части, вы могли бы взять самую низкую клемму питания от источника питания и назвать это 0 В, тогда все остальные напряжения будут положительными. Однако для многих схем это было бы очень неудобно. Например, обычные источники питания для схемы операционного усилителя имеют напряжение +12 В и -12 В. Вы можете перемаркировать выход -12 В как «землю», тогда старая земля будет +12 В, а старая + 12 В будет + 24 В. Кроме того, все ваши сигналы будут привязаны к +12 В, и вам придется учитывать это каждый раз, когда вы измеряете вещи. Кроме того, большая часть энергии используется между самым высоким и средним выходом (по сути, заряд в верхнем выходе изначально был получен от среднего выхода и хочет вернуться туда), то же самое с самым низким выходом. В целом проще пометить средний вывод 0V (земля) и работать с положительным и отрицательным напряжением.
Игнорирование заземления. В реальной жизни часто земляной выход питания буквально заземлен, и думать, что вся Земля находится под напряжением +12 В, было бы просто странно.
Некоторые ОУ, например ветеран 741, требуют их питания в виде двух напряжений, одного положительного, а другого отрицательного по отношению к земле или нулевому уровню сигнала на входе и выходе. В этом контексте естественно говорить о питание составляет +15 В и -15 В (это значения, обычно указанные для 741) 9{B} \vec{E}.d\vec{\ell}, \$
где \$\vec{E}\$ — электрическое поле на пути интегрирования.
\$V_{AB}\$ становится отрицательным или положительным (или просто нулем) в соответствии с этим интегрированием. Например, если поменять местами точки \$A\$ и \$B\$, знак изменится.
\$\конечная группа\$ \$\начало группы\$Если, например, ваш источник питания показывает землю, 5 В, -5 В, тогда ваша клемма заземления положительна на -5 В, таким образом вы получаете 5 В от земли. Если вы используете клеммы 5 В и -5 В, то вы будете использовать -5 В в качестве земли, и вы получите 10 В от клеммы 5 В. Если, скажем, есть также клемма 3 В, вы получите 8 В от клеммы 3 В, используя - 5В как земля. Простой вопрос, простой ответ, люди. Я, наверное, знаю об этом меньше, чем все остальные, кто комментировал здесь.
\$\конечная группа\$ \$\начало группы\$Ну, просто чтобы добавить свои пять копеек, скажем, у вас есть незаземленное устройство. При +10 вольт вы ожидаете, что ток пойдет от батареи, через виджет, а потом... куда? Это всего лишь 10 вольт, поэтому дуга через воздух на землю на самом деле невозможна, но она может пройти через корпус в руку пользователя, или заряд может просто остаться на дальнем конце виджета. Итак, теперь у вас есть +10 вольт с одной стороны и +8 вольт или что-то с другой относительно земли. Однако Wiget видит разницу всего в 2 вольта.
При +5В и -5В ток как вставляется в виджет, так и вытягивается из виджета.
\$\конечная группа\$ 1 \$\начало группы\$Попробую объяснить как я понимаю. .. нет +ve и -ve, это только обозначение двух направлений. Напряжение означает потенциальную «разницу». т. е. это не количество, а сравнительная величина в направлении. Если вам нравится направление, то это +ve, если не нравится, то это -ve. Яблоко падает с дерева на землю, и земля, и ветка дерева оказывают определенное притяжение на это яблоко, но земля притягивает на «X» больше, чем ветка, земля побеждает. Затем Юпитер решает совершить космическую прогулку и поднимается на 2 фута выше дерева, теперь яблоко взлетает вверх. На самом деле нет ни верха, ни низа, никогда не было. Если вид летящего вверх яблока огорчает вас, вы говорите, что вниз — это то место, где находится земля, так что к земле — это +ve «направление», а вверх — это то место, где Юпитер летит, так что полет к Юпитеру — это -ve «направление».
Точно так же в электротехнике нет +ve и -ve, это просто обозначение двух направлений (скалярное, а не векторное в случае электроники), одно мы предпочитаем, другое не так часто, но все же используем это в нашу пользу.