电位、电压和电动势的概念解析

1.电压

电压的定义：Uab在数值上等于单位电荷受电场力把电荷由a点移动到b点所做的功W，与被移动电荷电荷量q的比值，则电压定义式表示为

如果电压的大小及方向都不随时间变化，则称之为稳恒电压或恒定电压，简称为直流电压，用U表示。如果电压的大小及方向随时间变化，则称之为变动电压。对电路分析来说，一种最为重要的变动电压是正弦交流电压（简称交流电压），其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化。交流电压的瞬时值要用u或u（t）表示。在电路中提供电压的装置是电源。

电压在国际单位制中的主单位是伏[特]，简称伏，用符号V表示。1伏[特]等于对1库仑的电荷做1焦耳的功，即1V=1J/C。强电压常用千伏（kV）为单位，弱小电压的单位可以用毫伏（mV）、微伏（μV）。它们之间的换算关系是：1kV=1000V，1V=1000mV，1mV=1000μV。

2.电位

正电荷在电路中某点所具有的能量与电荷所带电量的比称为该点的电位。讨论电位问题时，首先要选定参考点（假定该点电位为零）。其他点的电位等于该点与参考点间的电压。比参考点高的电位为正，反之为负。可见，电路中各点的电位是相对的，与参考点的选择有关。如用符号Va表示a点电位，Vb表示b点电位。若Va＞Vb，选取a点为参考点，即Va=0，则Vb＜0；若选取b点为参考点，即Vb=0，则Va＞0。不论如何选取参考点，a点电位永远高于b点电位。

由此可见，电场力对正电荷做功的方向就是电位降低的方向。因此，规定电压的方向由高电位指向低电位，即电位降低的方向。电压的方向可以用高电位指向低电位的箭头表示，也可以用高电位标“+”，低电位标“-”来表示。

电路中电压大小的计算：在电路中a、b两点间的电压等于a、b两点间的电位之差，即(www.xing528.com)

两点间的电压也称为两点间电位差。讲到电压必须说明是哪两点间的电压。在电路计算时，无法确定电压的真实方向，常事先选定参考方向，用“+”、“-”标在电路图中。如果计算结果电压为正值，则电压的真实方向与参考方向一致；如果计算结果电压为负，则电压的真实方向与参考方向相反。

【例211】在电场中有a、b、c三点，某电荷电荷量q=500C，电荷由a点移动到b点电场力做功2J，电荷由b点移动到c点电场力做功3J，以b为参考点。试求a点和c点电位。

解：以b点为参考点，则Vb=0V，根据电压定义式有

3.电动势

电动势是用来表征电源生产电能本领大小的物理量。在电源内部，把正电荷从低电位点（负极板）移动到高电位点（正极板）反抗电场力所做的功与被移动电荷的电荷量之比，称为电源的电动势。电源电动势定义式为

电源电动势的方向规定为由电源的负极（低电位点）指向正极（高电位电）。在电源内部的电路中，电源力移动正电荷形成电流，电流的方向是从负极指向正极；在电源外部电路中，电场力移动正电荷形成电流，电流方向是从电源正极流向电源负极。