直流電源について

とあるセンサーで電源±１５Ｖとあります。

(1)マイナスの電源とはどういう意味ですか？

(2)マイナスがないと動かないのでしょうか？

(3)あえてマイナスの電源を必要とする場面とはどういうところですか？

(4)そもそもなぜプラスマイナスがあるのですか？

電気の超初心者へ教えて頂きたく、お願い致します。

No.3 回答者： DCI4 回答日時： 2015/01/21 01:09

☆回答

検索キーワード；　電源　DC-DC　コンバーター　スイッチングレギュレーター　差動アンプ


(1)マイナスの電源とはどういう意味ですか？

GND より低い電圧の場合　相対的意味だな　GNDをどこにとるかにより変わる

(2)マイナスがないと動かないのでしょうか？

センサーのデバイスおよび付属回路　モジュール化されれるでしょう　それが動かないと言うことでしょう
目的の製品の仕様書を見ればよろしい

(3)あえてマイナスの電源を必要とする場面とはどういうところですか？

たとえば直流電圧　Vｄｄのとき　Vdd以上の電圧がほしいとき
DC　DCコンバーターで　-Vddを作り　　　2Vddまでの駆動電圧を得る
よって2Vddまでのデバイスが駆動可能

プラマイ電源が必要な　差動アンプなど駆動するのに便利

例　車のバッテリーが12V　　　24Vで駆動したい時など


(4)そもそもなぜプラスマイナスがあるのですか？

便利だから

プラマイ電源が必要な　プラマイ電源の差動アンプなどの回路がいろいろあるから
電源が単一バッテリーなどの場合使いやすい

電圧を高くしたい　場合もあるから　電圧を得やすい

差動伝送など　高いノイズマージンを得るため　

検索キーワード：　　コモンモードノイズ　ノーマルモードノイズ

No.2 回答者： remokon 回答日時： 2015/01/21 01:01

(4)について

電気回路でプラス、マイナスというのは便宜上です。

電気を勉強し始めて混乱するのは、
・電子はマイナス、陽子はプラス
・電流は電子（マイナス）が陽極（プラス）から陰極（マイナス）流れる現象
・しかし、実際には陰極から陽極に電子は流れている
と、言葉を厳格に定義して使っているとは思えません。

外国から、新しい概念が入ってきた時に、昔の日本はそれを漢字で表そうとしました。有名なのは「大統領」。

http://www.nikkei.com/article/DGXNASDB30003_Q2A0 …

今の日本で、英単語をそのまま日本語読みにして使うのは良いとしても、日本語英語になってしまうことがあります。例えば自動車の「ハンドル」は英語ではhandleと言わないそうです。handleと発音すると、車の窓を開ける、あのハンドルを意味すると記憶しています（今の車にhandleはないかもしれませんが）。

さて、電源のプラスマイナスですが、元来の英語ではpositive, negativeと表現します。

http://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_polarity

上記サイトに"plus"や"minus"は見られません。ちなみに交流にはpositive, negativeは無いので、hot, coldといいます。

positiveは日本語ではプラス
negativeは日本語ではマイナス

です。何故、上のようになったのかは私には分かりません。私が英語環境で仕事をしていた時は、電源の極性はpositive, negativeと呼ばれていました。プラス・マイナスって日本だけじゃないかと思って、ウェブ辞書で今さっき調べると"plus pole"=陽極と掲載があるので、案外間違いでは無いのかもしれません。

さて、電源は電圧発生源であり、電圧にpositive sideとnegative sideがあります。他は無いです。電流はpositive side→negative sideに流れます。流れる電流の実体は電子です。この電子はnegative elementary electric chargeを持っていますが、この*negative* elementary electric chargeと*negative* sideの両者の*negative*は同じ言葉だが無関係だと考えていいです（少なくとも回路問題を考えるなら）。

知りたいのは、これじゃないですか？

別の角度からいうと、電圧に絶対位置は無いんです。
コップの水なら、空っぽになったらゼロです。これが絶対位置です。
物理で言うと、温度には絶対ゼロがあります。これが絶対位置です。普段使う摂氏度とは違いますが。コップの水と同じくマイナスはありません。

ところが、電圧には絶対位置が無い、相対位置しかありません。だから
　A位置の電圧がB位置の電圧より低い
　A位置の電圧＜B位置の電圧
の場合は、AからするとBはpositiveであり、BからするとAはnegativeです。

どうでしょうか。

No.1 回答者： lv4u 回答日時： 2015/01/20 23:50

>>(1)マイナスの電源とはどういう意味ですか？

ある基準からみてマイナスの電圧がでているってことです。測定の基準を変えればいいので、普通の電源が２個あれば、プラスとマイナスの電源になります。

>>(2)マイナスがないと動かないのでしょうか？

動くのなら、＋－１５Vとは書きません。

>>(3)あえてマイナスの電源を必要とする場面とはどういうところですか？

回路設計でマイナスが必要な場面です。
一般的にアンプなど交流の出力を得る場合、＋－の電源があるほうが有利です。

>>(4)そもそもなぜプラスマイナスがあるのですか？

なぜ、男と女がいるのですか？というような質問です。物理や電子工学に「なぜ？」を発すると、迷路に落ち込みます。