¿Por qué se consideran los clientes potenciales del terminal negativo?

Usted mencionó dos posibles problemas: el tipo de terreno en uso y la dirección del flujo de corriente (fuente de los electrones).

Hay cuatro tipos comunes de terreno:

• Tierra - Literalmente, una barra de cobre se metió profundamente en el suelo.
• Chasis: la conexión común que usa el marco de algo.
• Digital - La conexión común para circuitos digitales.
• Analógico: la conexión común para circuitos analógicos.

De manera realista, todos estos motivos son los mismos, pero por lo general se mantienen separados en su mayor parte, solo se conectan en un solo lugar para evitar bucles y, a menudo, se usa un inductor. Se llama "suelo" debido a que el punto de referencia original es el suelo real, como en una varilla empujada hacia la tierra. Sin embargo, cualquier cosa que no esté conectada a tierra (como un dispositivo alimentado por batería o un vehículo) todavía emplea un nodo común comúnmente llamado tierra.

Cuando se usa el terminal negativo de la batería como "tierra", en realidad es solo el nodo común (retorno) del circuito. Un circuito debe tener un circuito cerrado para que la corriente fluya, y el uso del terminal negativo garantiza que todos los componentes tengan un punto de referencia idéntico.

Ocasionalmente, partes separadas del circuito estarán completamente aisladas, cada una con su propia "conexión a tierra", pero nuevamente, esto simplemente significa el nodo común de esa parte del circuito.

En cuanto a la "fuente de los electrones", es un tema difícil de discutir. Típicamente, al menos en los Estados Unidos, la corriente se muestra fluyendo de positivo a negativo. Si bien esto no es totalmente exacto, esa es la convención utilizada para el diseño de circuitos modernos. Echa un vistazo a las respuestas a esta pregunta: ¿La electricidad va de negativa a positiva o viceversa? ?

Su regulador de voltaje se coloca en la posición positiva porque esa es la convención utilizada para diseñar los componentes, no hay nada demasiado místico al respecto. Es el potencial de voltaje positivo que está siendo regulado. El terminal negativo actúa como punto de referencia (nodo común) en el circuito.

En el ejemplo de alimentación de un LED de la batería de 9 V, no importa si la resistencia se colocó entre el terminal positivo y el LED, o el LED y el terminal negativo. No es tanto "regular el voltaje" como restringir la corriente. Lo que sí importa es la orientación del LED. El ánodo debe tener un potencial (voltaje) más alto que el cátodo para que la corriente fluya, por lo que el ánodo LED está conectado hacia el terminal positivo mientras que el cátodo está conectado hacia el terminal negativo.

La posición de la resistencia es insignificante, solo necesita estar allí porque la corriente que fluye a través del LED a 9V la quema inmediatamente. El LED más probable es que caiga 2 o 3V. El voltaje restante se cae a través de la resistencia, y es este valor el que determina la corriente a través del LED de acuerdo con la ley de Ohm: V = I * R.

I_LED = (V_battery - V_LED) / R, donde V_battery - V_LED = V_resistor.

En muchos casos, la selección de un terminal de suministro particular como referencia de voltaje común es una función de la inercia del diseño. Los chips que usan el riel negativo como referencia de voltaje común son más comunes que aquellos que usan el riel positivo, lo que incita a los diseñadores de tableros a usar el riel negativo como referencia de voltaje común, lo que lleva al diseño de más chips que siguen esa convención. Interesantemente, los primeros chips PMOS, incluidos el 4004 y algunos registros de desplazamiento utilizados en el Apple I, usaron el riel +5 como referencia común, pero consideraron "alta" cualquier señal que no superara los 3 voltios por debajo. Dichos chips podrían interoperar con los chips TTL del día, que utilizaban el terreno como referencia.

Un lugar notable donde se conecta el terminal positivo es en las líneas POTS (Plain Old Telephone Service). Si hay alguna fuga en el aislamiento, un cable enterrado que tenga un potencial positivo en relación con la suciedad circundante estará mucho más sujeto a la corrosión que uno que tenga un potencial negativo. Tener los cables a -48 VCC y la tierra minimiza la corrosión.