positivo frente a negativo, potencia frente a tierra, dirección del flujo

(Esto ocurre con frecuencia; ¿ha revisado otras preguntas sobre la definición de voltaje?)

La clave para entender la corriente es que fluye en bucles. La transmisión de potencia es como una cadena de transmisión en bicicleta. Es una distracción pensar que "viene de" cualquiera de los terminales. La potencia es entregada por el flujo actual más allá de un punto.

Pensar en los electrones es casi siempre una distracción a menos que estés mirando semiconductores. A medida que sucede, tienes razón en (3): los electrones fluyen de - a +.

La respuesta a tu (1) es "sí" y tu (2) es "la pregunta no tiene sentido".

  

1) ¿es cierto que el terreno puede ser positivo y puede ser negativo, solo una cuestión de preferencia y no hay "siempre"? Y si es así, ¿el terreno negativo es la preferencia más popular?

Ground / GND es solo un nodo en su circuito. No es ni negativo ni positivo. Depende de contra qué lo estés midiendo, recuerda: un voltaje solo puede existir entre dos puntos .

Para aclarar esto, cito un sitio que lo explica muy bien en mi opinión:

  

¿Qué tan alto es mi voltaje?

     

¿Puede un objeto tener un cierto voltaje? ¿No por qué no? Bien por favor dime   cual es mi distancia Cual es mi distancia Eso es ridículo   pregunta, porque no te dije mi distancia de lo que. El voltaje es   un poco como la altitud; Es una medida hecha entre dos cosas. Mi   La altitud es de 300 pies sobre el nivel del mar, pero al mismo tiempo mi altitud es   También a 1 cm del piso (ya que no estoy descalzo) y también es 93   Millones de millas del sol. Mi voltaje podría ser de -250 voltios en relación   a la tierra, pero también podría ser miles de millones de voltios en comparación con   la luna. Los voltios siempre se miden a lo largo de las líneas de flujo de electricidad.   campo, por lo tanto el voltaje siempre se mide entre dos cargados   objetos. Si comienzo por el extremo negativo de la batería de mi linterna,   puede llamar a ese extremo "cero voltios", por lo que el otro extremo debe ser positivo   1.5 voltios. Sin embargo, si comienzo en el extremo POSITIVO, en cambio, el terminal positivo de la batería es de cero voltios y el otro   El terminal es negativo a 1.5 voltios. O, si empiezo a medio camino entre la   terminales de la batería, entonces un terminal es -.75 voltios, y el otro   La terminal es de +.75 voltios. OK, cual es el voltaje REAL de lo positivo   terminal de la batería? ¿Es en realidad cero, o en realidad +1.5, o es +.75   voltios? Nadie puede decir. El terminal positivo de la batería puede tener varias   tensiones al mismo tiempo. Pero esto no es gran cosa, porque tampoco   ¿Alguien puede decirte la altura de la batería? Podemos imaginar fácilmente la   distancia entre dos puntos, y también podemos imaginar el voltaje   entre dos puntos. Pero los objetos individuales no "tienen" altitud, y   Los objetos individuales tampoco "tienen" voltaje.

Fuente: enlace (definitivamente, ¡échale un vistazo!)

Y para tu información: si estás leyendo cosas como '+ 5V' o '-5V', generalmente se hace referencia a GROUND. Entonces, + 5V estaría 5V por encima del nodo GROUND y -5V estaría 5V por debajo del nodo GROUND.

  

3) ¿Los electrones en mi Arduino fluyen desde (-) (conectado a GND) a (+) (conectado a 5V), o al contrario?

Los electrones pasan del lado más negativo al lado más positivo: GND a 5V. Esto se llama flujo de electrones .

El flujo de corriente convencional de positivo a negativo se estandarizó mucho antes de que se descubriera el electrón. La convención aún se usa y funciona bien para la mayoría de las teorías prácticas, pero tenemos en cuenta que los electrones se están moviendo de negativo a positivo.

  

1) ¿es cierto que el terreno puede ser positivo y puede ser negativo?   cuestión de preferencia y no hay "siempre" Y si es así, es negativo.   suelo la preferencia más popular?

Sí. Por ejemplo, los sistemas eléctricos de automóviles solían ser tierra positiva, famoso en el VW Beetle anterior a 1969, pero ahora el estándar es tierra negativa.

Podrías considerar el voltaje un poco como los pisos de un edificio. En Europa, estamos de acuerdo en que la planta baja es 0 o G, que los pisos superiores están numerados positivamente y los números debajo son negativos. Ahora tiene la opción de medir todo lo relativo al suelo (el número del piso) o medir la diferencia de nivel entre dos pisos (el potencial o la diferencia de voltaje).

Enlaimagendelaizquierda,arriba,nuestrohombreestáparadoenelPiso2conrespectoalsuelo.Laanalogíaeléctricaesquealgúnpuntoenelcircuitoestáconectadoatierra/tierrayporconvenciónesdecerovoltiosytodoslosvoltajes(alturas)semidenenrelaciónconesto.

Unedificio'todosobretierra'notendrápisosnegativos.Unbúnkerounaparcamientosubterráneonotendránpisospositivos.

Sieledificioselanzaalespacio,notieneunareferenciabásicayeslibredenumerarlospisosdelaformaquedesee,incluidoelPiso0encualquierpuntoarbitrario.Estoesanálogoateneruncircuitoaisladoeléctricamentesinconexiónatierra,yaquepodemosllamaracualquierpunto'tierra'.

  

2)¿Laenergíaprovienedepuertoscomo5V?Oesqueestáetiquetado5V  ¿Nosignificaquedeahívieneelpoder?

Deacuerdoconlaconvención,generalmentepensamosquelapotenciafluyede+a-ylapotenciaqueprovienedelterminal+enlafuentedealimentación.Enelcasodesumicrocontrolador,tieneunreguladordevoltajeincorporadode5Vy,porlotanto,laenergíaseobtienedeallí.

  

3)LoselectronesenmiArduinofluyendesde(-)(conectadoaGND)a  (+)(conectadoa5V),olocontrario?

Porconvenciónlocontrario.Paraayudaralalegibilidaddelesquema,normalmentelosdibujamosconunrielpositivoenlapartesuperior.Elvoltajeestádisminuyendoamedidaqueavanzamosenelesquema.

Lossiguientesejemplospuedenayudarunpoco.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Los tres esquemas anteriores muestran varias formas de crear un preamplificador de búfer, por ejemplo, para una guitarra. Por lo general, estos se construirían en una caja de metal fundido a presión con una batería PP3 de 9 V como fuente de alimentación.

1) La primera configuración muestra el negativo de la batería conectado a tierra. (Dado que la señal de audio puede ser positiva y negativa, debemos desviar la entrada del amplificador operacional a la mitad del suministro utilizando las resistencias en la entrada que no se invierte. Los condensadores bloquean la CC en la entrada y la salida).

2) El circuito funcionaría exactamente igual si se alimenta con tierra positiva.

3) Una tercera opción es utilizar un suministro doble. Aquí vemos que podemos eliminar todos los componentes relacionados con DC bies a costa de una fuente de alimentación más complicada.

Los puntos importantes a tener en cuenta son que podemos establecer el terreno en cualquier punto arbitrario y damos todas las lecturas de voltaje relativas a ese punto.

El terreno negativo es el más común y, por ejemplo, una vez más, permitiría utilizar una fuente de alimentación de 9 V compartida en un banco de pedales de efectos de guitarra.

  

entonces, ¿de qué puerto de mi Arduino proviene la potencia? el puerto de 5V o   el puerto GND?

La potencia es la tensión x la corriente y la tensión es el voltaje entre 5 V y GND / 0 V. La corriente fluye de 5V a 0V (los electrones fluyen de 0V a positivo pero esa es otra historia) y, por lo tanto, inevitablemente tiene lo siguiente: -

• El voltaje está relacionado con ambos puertos
• La corriente es la misma magnitud en ambos puertos

Esto SOLO puede significar que la energía surge debido a que ambos puertos tienen un voltaje y forzan una corriente a través de una carga.

El suelo se usa comúnmente como el punto de referencia de 0 V en muchos esquemas: enlace .
No es útil usar el suelo como positivo en su caso (arduino), por eso aquí es negativo. Ahora para las preguntas 2 y 3, el concepto de "corriente eléctrica fluye de + a -" fue elegido por convenio por algunas razones ( vea mi respuesta a esta pregunta: ¿La corriente eléctrica fluye de positiva a negativa o negativa a positiva? ), pero en realidad fluye de - a +. Tome un pequeño motor de CC por ejemplo y conéctele una batería. Tenga en cuenta que va a girar en la dirección de la forma en que el flujo de electrones (que es el flujo de corriente real), por lo que puede predecir la forma en que se moverá según la forma en que conecte la batería, juzgando después del flujo de corriente.

1) El suelo es 0 por defecto, que no es ni positivo ni negativo.

Para un solo sistema de suministro, la conexión a tierra puede ser más negativa que la terminal de suministro, por ejemplo, un sistema con GND y + 5V. Observe que estamos haciendo referencia específicamente a terreno a + 5V en esta declaración, que no es la convención normal. Por lo tanto, a menos que se especifique lo contrario, el terreno es la referencia y es cero.

O tierra puede ser más positiva que la terminal de suministro, por ejemplo, un sistema con GND y -5V.

2,3) Un elemento de circuito está suministrando energía cuando la corriente fluye desde su terminal positivo a su terminal negativo externamente. Es decir, los electrones fluyen desde su terminal negativo hacia su terminal positivo externamente.

Entonces, para un Arduino, que usa energía, la corriente o el flujo de electrones es opuesto al párrafo anterior. Aquí hay dos formas de describir el flujo, que forman un bucle completo: los electrones fluyen desde el terminal negativo del Arduino internamente a su terminal positivo; Los electrones fluyen desde su terminal positivo externamente a su terminal negativo. (Por cierto, es mucho mejor pensar en corriente en lugar de flujo de electrones en el análisis de circuitos, porque así es como se hace todo).