¿Cómo pueden la corriente y el voltaje ser negativos si el voltaje se define como la energía transferida por unidad de carga?

Answer 1

Tenga cuidado con los conceptos erróneos: la unidad MKS “Volt” se define en términos de energía y transferencia de carga. (Fácilmente podría haber sido diferente, en cambio, con la unidad “Coulomb” definida como energía por unidad de Volt.) En otras palabras, los métodos SI / métricos para calibrar el “voltio” estándar dicen poco sobre el voltaje mismo.

El voltaje en sí es parte del concepto matemático llamado Potencials, y el voltaje no está hecho realmente de “julios por coulomb”, como tampoco los culombios de carga están hechos de “julios por volt”.

El voltaje en sí mismo es una forma de medir campos eléctricos. El voltaje en sí es algo así como las líneas de fuerza: el voltaje está hecho de campos en el espacio. El voltaje es las superficies de equipotencial, en oposición al flujo o líneas de fuerza eléctrica. Cuando las cargas se mueven a través de un campo eléctrico, la energía potencial puede almacenarse o la energía potencial puede recuperarse, y los campos que lo hacen pueden medirse de dos maneras diferentes: en términos de fuerzas y líneas de flujo, o en términos de Energía y superficies equipotenciales. Por lo general, medimos los campos en términos de equipotenciales en lugar de líneas de fuerza: mida los campos electrónicos en unidades de voltios / metro.

Dejando a un lado las ideas erróneas sobre la naturaleza del voltaje … si el voltaje se invierte, entonces la dirección del flujo de energía también se invertirá. Y lo mismo se aplica a los amperios: si la corriente se invierte, entonces la dirección del flujo de energía también se invertirá. No tenemos que empezar a tratar con anti-energía; energía negativa. En cambio, las ecuaciones con valores negativos solo describen un flujo de energía que va hacia atrás.

¿Nuestro generador de bicicletas está cargando una batería o la está descargando? ¿La compañía eléctrica está enviando energía al vecindario, o los paneles solares del vecindario en realidad están volviendo energía a la red eléctrica? Para saber en qué dirección fluye la energía, debemos conocer la polaridad de los voltios y la polaridad de los amperios, ambos al mismo tiempo.

Finalmente, ¿cómo pueden las compañías eléctricas vendernos energía usando CA, si el voltaje se vuelve positivo y luego negativo? Fácil: invierten el voltaje, lo que invertiría el flujo de energía. Pero luego también invierten la corriente, lo que invierte el flujo de energía por segunda vez. En los sistemas de CA, cuando tanto los voltios como los amperios se invierten, la energía aún fluye en una sola dirección hacia adelante.

Answer 2

El voltaje en sí mismo es una abstracción. Es una diferencia potencial RELATIVA a dos puntos. Entonces, si tiene el punto A y el punto B, si el punto A es -5 V y el punto B es 0 V, podría decir “el punto B es más positivo que el punto A, es 5 V” o “el punto A es más negativo que el punto B, es -5V “. Se trata de cualquier marco de referencia que haga que el circuito sea más fácil de manejar. Es por eso que todos los componentes en un circuito comparten TIERRA común, que no es más que una ruta de retorno para la corriente y un punto de REFERENCIA de 0 V.

Ahora para corriente, los signos significan la dirección en la que fluyen los electrones. Dado que el MOVIMIENTO de electrones genera energía, su dirección no necesariamente importa. Por ejemplo, considere la energía de CA que recibe de su proveedor de electricidad; solo porque tiene un semiciclo negativo, no significa que solo estás recibiendo la mitad de la energía …

Answer 3

Es más complicado que eso, pero en el caso electrostático, la diferencia de voltaje entre los puntos es igual a la energía transportada por unidad de carga. No importa si los voltajes en cualquier punto son negativos o positivos.

Mover la carga hacia un lado transporta energía positiva y mover hacia el otro lado transporta energía negativa. La transferencia de energía negativa significa que el agente que transportó la carga extrajo energía del sistema; El sistema de cargas tenía menos energía después del transporte de la carga.

Answer 4

Los electrones pueden fluir en un sentido a lo largo de un cable o en la dirección opuesta, por lo que llamamos a uno positivo y al otro negativo.

La diferencia potencial puede hacer que los electrones se muevan de una forma u otra, por lo que, dependiendo de la dirección en que los electrones se “empujen”, podemos llamarlo positivo y negativo.

La energía transferida o el trabajo realizado viene dado por trabajo = PD x Corriente.

Si la corriente y el voltaje son positivos, se transfiere energía.

Si ambos son negativos (-1 x -1 = +1), la energía se transfiere de la misma manera.

Si uno es positivo y el otro es negativo, entonces (+1 x -1 = -1) la energía se transfiere *** en la dirección opuesta ***.

Un ejemplo de esto sería si los electrones fluyen en una dirección a través de una batería, toma energía de la batería y puede usarse para decir que enciende una bombilla. Si los electrones fluyen en la dirección opuesta a través de la batería, entonces la energía se devuelve a la batería, decimos que estamos cargando la batería.

Ahora, si decimos que cuando usamos la batería para encender una bombilla, decimos que la batería pierde energía; podríamos llamar a esto una transferencia de energía negativa a la batería, pero cuando la cargamos, llamaríamos a eso una transferencia de energía positiva a la batería.