マイナス電位

例えば「滝」を考える。ここでは、高さが100メートルある壮観な滝とする。

基準を滝の下(地面)とするなら、最上部は100であり、これは+100mから0mの滝であると言える。

もし基準を地面から高さ50mの地点とするなら、この滝は、+50mから−50mの滝だと言える。ただ、この場合でも落差が100mあることは変わらない。

基準をどこにするかは、滝ならば見る人の主観である。地球そのものも、マリアナ海溝の底からエベレストの山頂まであり、標高や海抜の基準も、海水面の平均である平均海水面なる曖昧なものである。しかも、日本の場合は東京湾の平均海水面が海抜0mであるなど、定義が国によって違う。

電子回路も同様で、回路設計者が、ある箇所の電位を0Vと定義したならそこが基準電位なのであり、ここから、電圧はプラスもマイナスもありうるということである。従って、電圧がマイナスであっても、電流は逆流していない。

乾電池を2個直列に繋げたとする。

もし下端をGNDとし基準電位とすれば、中央は+1.5Vであり、上端は+3.0Vである。

この時、真ん中をGNDとし基準電位とすれば、上端は+1.5Vであり、下端は−1.5Vである。

どこの電位を基準と決めるかによって、表現が変わることになる。