电压的定义 如何通俗理解电压


电压何许物也?

电场力是推动电荷在电源外部移动(即导线与负载之间)的驱动力。单位正电荷沿电路中一点至另点所受电场力作用而完成的功,即为电压。此作用犹如水流受水压控制一般。若电路中无电压,则电流无法生成。

电压的大小与电场力推动电荷做功的能力成正比,如同水流的力量与其所做的功一样。为了更好地理解,我们可以将电压比作水压,而电流则如水流一般。接下来,我们将深入探讨“电位基础概念”以解释电压的生成原理。

电压的计算公式

如同电流有直流和交流之分,电压也分为直流电压和交流电压,其表示符号在计算公式中有所不同。直流电压使用大写字母“U”表示,而交流电压则用小写字母“u”表示。其计算公式如下:

WAB = UAB / q

在此公式中,U代表电压,W代表电功率(单位为焦耳),q代表电量(单位为库伦)。电功率除以电量即得电压,其中AB代表指定点A到点B之间的电压及两点的电功率。

有时电路中未带有这两个参数的简写形式,但电工们遵循严格的书写习惯总是利大于弊。

电压单位的换算

既然我们用公式计算出了电压值,那么用什么单位来表示这个数值呢?就像电流电位用安培“A”一样,电压的国际单位是伏特(简称伏),用大写字母V表示。除了伏特外,还有1KV(千伏)、V(伏)、mV(毫伏)、μV(微伏)等单位。它们之间的换算关系如下:

向下一个低级单位换算时只需除以1000,重要的是要理清kV、V、mV、μV之间的大小关系。

除了计算,我们还可以使用电工工具——万用表来直接测量电压的大小。

电位差的基本概念

水位的高低差异产生了水压,使得水得以流通。电位的概念也是如此。一般情况下,物体所带正电荷越多,其电位就越高。当两个具有电位差的不同带电体通过导线连接时,高电位的带电体中的正电荷会流向低电位的带电体,从而在导体中产生电流(即物质中带电粒子的定向有规则移动)。

如同水从高处流向低处一样,在电源外部(导线、负载),电流从高电位流向低电位。电路中每一点都有一定的电位。某点的电位高低是一个相对值,与所选取的参考点有关。在电路中任意两点之间的电位差被称为这两点之间的电压。

UAB = UA - UB

在此公式中,A和B分别代表电位参考点。要明确的是,电位的单位与电压单位相同,均用伏特(V)表示。

规定电压的方向与电场力方向一致,从高电位指向低电位。与电流一样,电路图上所标的电压和电位方向都是参考方向,通常使用“→”或“+”、“-”进行表示。值得注意的是:电压是一个绝对值,不随参考点的改变而改变;而电位是一个相对值,会随参考点的改变而改变。