电位与电压深入解析

在介绍电压之前，我们首先要了解一下电位的概念。在电路中任选一点作为参考点，则电场力把单位正电荷从某点移动到参考点所做的功称为该点的电位，用V表示。如果任选电路中一点o为参考点，那么电路中a点的电位aV就等于电场力将单位正电荷从a点移到参考点o所做的功，即

一般参考点的电位等于零，所以，参考点又叫零电位点。

实际中，如果在电路中任选一个参考点并令它的电位为零，则电路中某一点的电位就应等于该点到参考点之间的电压。可见，电位实质上也是电压，只不过是对参考点之间的电压。所以，电位的单位也是伏特（V）。电位是一个相对量。

理论上参考点可以任意选取。而实际电力电路中通常都选大地为参考点，即零电位点，用符号“”表示。实际电子线路中通常以多条支路汇合的公共点或者金属底板、机壳等作为参考点，用符号“”表示。

规定：高于参考点的电位为正值，低于参考点的电位为负值。

电场力把单位正电荷从a点移动到b点所做的功称为a、b两点间的电压，用uab（Uab）表示，即

式中，dw为电场力将dq的正电荷从a点移动到b点所做的功，单位为J。

习惯上规定电压的实际方向为由高电位（“+”极性）端指向低电位（“-”极性）端，即电位降低的方向。因此，电路中两点间的电压也可用两点间的电位差来表示，即

在国际单位制中，电位和电压的单位相同，都为伏特（V）。常用的电压单位还有千伏（kV）、亳伏（mV）和微伏（μV）。(www.xing528.com)

电路中两点间的电压是不变的，而各点的电位则随参考点的不同而不同。因此，在研究同一电路系统时，只能选取一个电位参考点。

电压的参考方向与电流类似，分析电路时，也需先任意选定一个方向作为参考方向，如图1.3所示。

图1.3　电压的参考方向和实际方向

若电压的实际方向与参考方向一致，则电压为正值；若电压的实际方向与参考方向相反，则电压为负值。

电压的参考方向可以用箭头表示，可以用“+”“-”表示，还可以用双下标表示。

在分析计算电路时，必须首先标出电流、电压的参考方向。参考方向一经选定，在分析电路过程中就不能再变动，并以此标准进行分析计算，最后根据计算结果的正负来确定电流和电压的实际方向。本书中在电路图上所标出的电流和电压方向均为参考方向。

一般来说，同一段电路上电流和电压的参考方向彼此独立无关，可以各自选定。但为了方便分析，通常将电流和电压的参考方向选得一致，称为关联参考方向，如图1.4（a）所示；反之，称为非关联参考方向，如图1.4（b）所示。这时，只需标出电流或电压中其中一个的参考方向即可。

图1.4　关联参考方向和非关联参考方向