Ich habe von der Passivzeichen-Konvention gehört und gelesen, verstehe aber ihre Bedeutung und Wichtigkeit beim Lösen elektrischer Schaltkreise nicht wirklich. Liegt das an konventionellem Strom, der entgegengesetzte Elektronen fließt, oder ist es etwas anderes?
Die Konvention des passiven Vorzeichens ist notwendig, um festzustellen, ob ein Schaltungselement wie ein Widerstand Leistung abgibt oder die Schaltung mit Leistung versorgt. Um die Leistung eines Elements mit P = VI zu berechnen, müssen Sie die Spannung über dem Element messen. Angenommen, Sie verwenden ein Voltmeter und verbinden die rote Leitung mit einer Klemme des Elements und die schwarze Leitung mit der anderen Klemme ... dadurch haben Sie die Klemme mit der roten Leitung als positive "+" -Klemme bezeichnet. Die Konvention für passive Vorzeichen besagt, dass Sie den Strom messen müssen, der in den positiven Anschluss eintritt , und mit der Spannungsmessung multiplizieren müssen, um die Leistung des Elements zu berechnen. Wenn das Ergebnis positiv ist, verbraucht das Element Leistung, wenn es negativ ist, liefert das Element Leistung an die Schaltung.
Natürlich ist die Wahl, wo das rote Kabel angebracht werden soll, willkürlich. Wenn Sie jedoch die Anschlüsse umkehren und den Strom am anderen Anschluss messen, ändern sich die Vorzeichen von Strom und Spannung und ihr Produkt hat immer noch dasselbe Vorzeichen. Wenn tatsächlich Strom aus einem Anschluss fließt, dann ist der äquivalente Strom, der in den Anschluss fließt, ein negativer Wert.
Das „Passiv“ in der Passivzeichenkonvention bedeutet, dass Sie passiven Komponenten (dh Lasten) positive Spannungsabfälle zuweisen. Über Quellen treten dann negative Spannungsabfälle auf.
Warum fragst du? Warum nicht positive Spannungsabfälle über Quellen und negative Spannungsabfälle über Lasten (dh aktive Vorzeichenkonvention, die Sie wahrscheinlich nie sehen werden, weil niemand sie verwendet, aber sie ist gleichermaßen gültig).
Ich bin immer davon ausgegangen, dass dies daran liegt, dass es einfacher ist, mit positiven Zahlen zu arbeiten, und dass in einer Schaltung tendenziell mehr Last als Quellen vorhanden sind. Wenn Sie also Spannungsabfälle über Lasten positiver machen, haben Sie mehr positive Zahlen in Ihren Gleichungen.
Ich möchte auch darauf hinweisen, dass ein negativer Spannungsabfall eigentlich ein Spannungsanstieg ist, der für eine Quelle intuitiv sinnvoll ist.
Ich hätte genauso gut sagen können, dass bei passiven Vorzeichen bei Lasten negative Spannungsanstiege und bei Quellen positive Spannungsanstiege auftreten. Aber wir sprechen eher von Spannungsabfällen als von Spannungsanstiegen.