电压、电位
实验3电位、电压的测定及电路电位图的绘制
实验3 电位、电压的测定及电路电位图的绘制一、实验目的1．用实验证明电路中电位的相对性、电压的绝对性 2．掌握电路电位图的绘制方法二、原理说明电路中为了分析的方便，常在电路中选某一点为参考点，把任一点到参考点的电压称为该点的电位。
参考点的电位一般选为零，所以，参考点也称为零电位点。
电位用ϕ表示，单位与电压相同，也是V(伏)。
在一个确定的电路中，各点电位的高低视所选的电位参考点的不同而不同，但任意两点间的电位差（即电压）则是绝对的，它不因参考点电位的改变而改变。
据此性质，我们可用一只电压表来测量出电路中各点的电位及任意两点间的电压。
如图6-3-1，设C 点为电位参考点，0=C ϕ，AC A U =ϕ，BC B U =ϕ，DC D U =ϕ。
电路中任意两点间的电压等于该两点间的电位之差，即：B A AC U ϕϕ−=， D A AD U ϕϕ−= 等。
若以电路中的电位值作纵坐标，电路中各点位置作横坐标，将测量到的各点电位在该坐标平面中标出，井把标出点按顺序用直线相连接，就可得到电路的电位变化图。
每一段直线段即表示该两点间电位的变化情况。
在电路中参考电位点可任意选定，对于不同的参考点，所绘出的电位图形是不同的，但其各点电位变化的规律却是一样的。
在作电位图或实验测量时必须正确区分电位和电压的高低，按照惯例，是以电流方向上的电压降为正，所以，在用电压表测量时，若仪表指针正向偏转，则说明电表正极的电位高于负极的电位。
三、实验设备 可调直流稳压电源 2台直流数字毫安表 1块万用表 1块 直流数字电压表 1块 电压、电位测定实验电路板 1块 四、实验内容1．实验线路如图6-3-2所示。
分别将两路直流稳压电源接入电路，以图6-3-2中的A 点作为电位的参考点，分别测量B 、C 、D 、E 、F 的电位值ϕ及相邻两点之间的电压值U AB 、U BC 、U CD 、U DE 、U EF 及U FA ，将测得数据列于实验表6-3-1中。
电位与电压与电动势的异同点
电位与电压与电动势的异同点有哪些？
电位与电压、电动势单位都是伏。
（1）电位只有在理论探讨电能的强度因素时，“电位”这一概念才有用。
定义:空间中某一点的电位是把单位正电荷从无限远处（假设此处电位为零）带到该点时所消耗的电能。
当单位正电苛通过一个物质相A的相界面时，因在A的相界面上存在着表面电势，是不定值，故一个物质相中某一位置的“绝对”电位无法确定，也不能测量。
（2）电路中因其他形式的能量转换为电能所引起的电位差，叫做电动势。
用字母E表示，单位是伏特。
在电路中，电动势常用符号δ表示。
在电源内部，非静电力把单位正电荷从负极移送到正极时所做的功。
公式：E＝W／q(E为电势能）
（3）电压是在电路中，任意两点之间的电位差称为这两点的电压。
电压用符号"U"表示。
电压的高低，一般是用单位伏特表示，简称伏，用符号"V"表示。
电压用来表示电位的高低，也用来表示电动势的高低差别。
（4）电动势与电势差（电压）是容易混淆的两个概念。
前面已讲过，电动势是表示非静电力把单位正电荷从负极经电源内部移到正极所做的功；而电势差则表示静电力把单位正电荷从电场中的某一点移到另一点所做的功。
它们是完全不同的两个概念。
电压是用来表示电势强弱的单位。
电位电压电动势的概念
电动势和电压的单位都是伏特，都是反映电位差，
①、电动势与电压具有不同的物理意义。电动势
是衡量电源把其它形式的能转化成电能这一本领 的物理量，表示非电场力（外力）做功的本领， 而电压是衡量电路把电能转化成其它形式能这一 本领的物理量，表示电场力做功的本领。
②、对一个电源来说，既有电动势又有电压， 但电动势仅存于电源内部。电动势的大小决定 于电源本身，与电源材料和结构有关，而与外 电路的负载无关。电源的电动势在数值上等于 电源两端的开路电压，即电源两端不接负载时 的电压。 ห้องสมุดไป่ตู้、电动势与电压的方向相反。电动势是从低 电位指向高电位，即电位升高的方向；而电压 是从高电位指向低电位，即电压降低的方向。
参考点的选择是任意的，电路中各点的电
位都是相对于参考点而言的。通常规定参 考点的电位为零，因此参考点又叫做零电 位点。比参考点高的电位为正，比参考点 低的电位为负。通常将电源的负极作为参 考点；在工程技术中则选择电路的接地点 为参考点。
由电位的定义可知，电位实际就是电压，
只不过电压是指任意两点之间，而电位则 是指某一点和参考点（地）之间，电路中 任意两点之间的电压即为此两点之间的电 位差，如a、b之间的电压可记为
E W q
式中，E为电源电动势，单位为伏（V），W为非电场力 （化学力）移动正电荷作的功，单位是焦耳（J），q为 非电场力移动的电荷量，单位为库伦（C）。若外力把1C 正电荷从电源的负极移到正极所做的功是1J，则电源的 电动势等于1 V。
电源的电动势不仅有大小而且有方向，电动势在
数值上等于电源两极间的电位差，方向规定为电 源力推动正电荷运动的方向，即电位升高的方向， 从电源的负极指向正极，这与电源外部的电压方 向刚好相反。 都有方向，但两者还是有区别的：
简述电路中电位与电压的关系
简述电路中电位与电压的关系电路中电位和电压是密不可分的概念，它们之间存在着紧密的关系。
了解电位与电压的关系对于理解电路的工作原理以及进行电路设计和故障排除等方面都非常重要。
下面我将为大家详细讲解电位和电压的概念以及它们之间的关系。
首先，我们先来介绍电位的概念。
电位是指在电场中某一点的电势能与单位电荷所具有的关系。
它可以理解为电荷在电场中受到的力的大小。
电位的单位用伏特（V）表示。
在电路中，电位通常用来表示电子通过电路元件时所具有的能量大小。
对于一个闭合电路来说，电子在关闭电路之前都是自由的，没有受到任何约束，因此它们的电势能为零。
当我们将电路闭合之后，电子在电路元件中流动，受到元件内部电场力的作用，从而使其具有一定的电势能。
这个电势能的大小就是电子通过电路元件时所具有的电位。
接下来，我们来介绍电压的概念。
电压是指在电路中两点之间的电势差。
它可以理解为电场中两点之间的电位差。
电压的单位也是伏特（V）。
在电路中，电压用来表示电子在电路元件中流动时所遇到的电势差。
当电子在电路元件中流动时，由于元件中存在电场，电子在不同的点之间会受到不同大小的电势作用，从而具有不同大小的电位。
这两个点之间的电势差就是电压。
电位和电压之间存在着密切的联系。
电压可以看作是电位的一种表现形式。
在电路中，电位的变化可以通过电压的变化来体现。
当电路中存在电压时，电子会在电路中沿着电势降低的方向流动，从高电位处流向低电位处。
因此，电位差的大小决定了电流是否存在，电流的大小则取决于电路中电势降低的程度。
在电路设计和故障排除过程中，了解电位与电压的关系可以帮助我们更好地理解电路元件的工作原理，以及追踪电路中的问题。
通过测量不同点之间的电压差，我们可以判断元件是否正常工作或存在故障。
同时，通过调整电路中元件的排列，我们也可以调整电路中的电位分布，从而实现不同的电路功能。
总之，电位与电压是电路中重要的物理量，它们之间存在着紧密的联系。
了解电位与电压的关系对于电路设计、故障排除和日常应用都具有指导意义。
电压、电位、电动势及其参考方向
电压、电位、电动势及其参考方向1.电压的一般含义金属导体中有许许多多的自由电子，在没有外加电场作用时，这些自由电子的运动时无规则的，则不能形成电流。
要使自由电子作有规则的运动必须要有外加电场，电场力使自由电子作有规则的定向运动而形成电流。
电场力移动电荷就对电荷做了功。
它所释放出来的能量转化为其他形式的能量。
为了衡量电场力对电荷做功的能力，引入电压这个物理量。
电压的定义为：电场力把单位正电荷从电路中的a 点移到b 点做的功称为a 、b 两点之间电压。
电压通常用U 表示。
设正电荷Q 由a 点移至b 点电场力做的功为ab W则QW U ab ab =（1-3） 式中 ab W ——电场力所做的功，单位为焦耳，J ；Q ——被移动正电荷的电量，单位为库仑，C ； ab U ——电路中a 、b 两点间的电压，单位为伏特，V 。
它的大小可以这样理解：如果1库仑正电荷从一点移到另一点所做的功为1J ，则该两点的电压为1V 。
电压的单位有：伏特（V ）、千伏（kV ）、毫伏（mV ）、微伏（μV ）。
它们之间的关系为：3110kV V =， 3110mV V -=， 6110V V μ-=与电流一样，把大小、方向不随时间变化的电压称为恒定电压或直流电压，用大写字母“U ”表示；把实际方向随时间变化的电压称为交表电压，用小写字母“u ”表示。
2.电位在电路中可取任一点为参考点，如选择0点为参考点，则由某点a 到参考点0的电压u a0，称为a 点的电位，用Va 表示。
电位参考点可以任意选取，一般选择大地、设备外壳或接地点作为参考点并规定参考点电位为零。
在一个电路中，一旦参考点确定后，电路中其余各点的电位也就确定了。
电位的SI 单位也是伏特。
电压和电位的关系为：a 、b 两点之间的电压等于a 、b 两点之间的电位差，即ab a b U V V =- （1-4）由式（1-4）可知，如果ab U >0，当Q >0时ab W >0，电场力做正功，电荷减少能量。
电压、电动势、电位
电压、电动势、电位区别
利用等电位关系化简混联电路
张贵中
一、教学目的：
1、区别电压、电动势、电位的关系。
2、掌握等电位关系化简混联电路的方法。
二、教学重点、难点：
理解电位的概念，对等电位关系进行判断。
三、教学内容：
1、电压和电位的关系
（1）电位是电场中某点与参考点之间的电压。
电压则是电场中某两点间的电位之差。
（2）电位值是相对的，它的大小与参考点有关；电压值是绝对的、固定的，它的大小和参考点的选择无关。
（3）电压和电位的单位都是伏特。
2、电压和电动势的关系
（1）电压是衡量电场力做功本领的物理量，其方向为由高电位指向低电位，电压存在于电源内、外电路
（2）电动势是衡量电源力做功本领的物理量，其方向为在电源内部由负极指向正极，且仅存在于电源内部。
（3）电压和电动势的单位都是伏特。
3、判断等电位点化简混联电路
R2
R3R4
化简为： _。
电位与电压
24V
24V
计算UAB、UBC、UBD的电压
UAB= VA -VB =0-（-15V）=15V UBC=VB-VC=（-15V）-30V=-45V UBD= VB-VD =（-15V）-24V=-39V
例3、如果例1中改为E点接地，其他条件 不变，E1=45V，E2=12V，电源内 阻可忽略不计， R1=5Ω ，R2=4 Ω ，R3=2 Ω ， 求：A、B、C、 D点的电位？计算UAB、UBC、UBD的 电压。
练习：如图所示，R1=2Ω ，R2=3Ω ， E=6V,内阻不计，I=0.5A，求下列情况 的UAC、UBC、UDC？ （1）当电流从D流向A时； （2）当电流从A流向D时。
解：以C点为零电位点（接地点）
（1）当电流从D流向A时： 电路中电流的流向及各元件上电压的 正负极如图所示：
VA R1I E 2 0.5 A 6V 5V
15V
（2）C点的电位： ① C→ B→A
VC E1 R1I 45V 5 3 A 30V
②C → D → E → A
VC R3 I E2 R2 I 2 3 A 12V 4 3 A
30V
（3）D点的电位： ① D→ E→A VD E2 R2 I 12V 4 3 A ②D → C→ B→ A VD R3 I E1 R1I
E点为零电位点 VA=-12V VB=-27V VC=18V VD=12V UAB = 15V UBC = -45V UBD = -39V
※ 结论
电路中某点的电位与选择的路径无关； 在同一个电路中，若选择不同的零电位点时， 电路中各点的电位将发生变化，但电路中任 意两点的电压却不会改变。
电路理论2-1要讲
电路基础
实验室使用的直流稳压电源
电路基础
示波器
稳压电源
用示波器观测直流稳压电源的电压随时间变化的波形。
1.6 电压源与电流源
实际电压源) 一、电压源 (实际电压源 + 实际电压源
电路基础
Ro越小 特性越平
实际电源：电池、发电机、信号源等 实际电源：电池、发电机、 U a 1.6.1 电压源 i U
i = = u2G G
WR = ∫ pdξ = ∫ uidξ = ∫ Ri 2 dξ
t0 t0 t0
t
t
t
电路基础
4. 开路与短路
i R
对于一电阻R 对于一电阻 ： ，视其为短路。 当R=∞，视其为开路。 当R=0，视其为短路。 ∞ 视其为开路。 u为有限值时，i=0。 为有限值时， 。 为有限值时 i为有限值时，u=0。 为有限值时， 为有限值时 。
电路基础
电容器
电池 晶体管 电阻器 运算放大器
线圈
低频信号发生器的内部结构
电路基础
电路基础
1.5 电阻元件
电阻是一种将电能不可逆地转化为其它形式能量 如热能、光能等）的元件。 （如热能、光能等）的元件。 电阻： 电阻：反映电能消耗的电路参数 1. 符号
R i + R u -
2. 欧姆定律 (Ohm’s Law)
I ≡ IS
I a
Uab =IS RO 特点： 特点： （1）输出电流不变， ）输出电流不变， 恒等于电 其值恒等于 其值恒等于电 流 源电流 I=IS； 0
电 流 源
恒 流 源 I
+外
IS Uab 电 - 路 b
伏安特性
IS
（2）输出电压由外电路决定。 ）输出电压由外电路决定。 （3）IS= 0，电流源相当于开路 ） ，来自实为发出20W 实为发出
电位、电压、电动势的概念解读
自动化工程系 崔红红
电位、电压、电动势
1）电压
由于AB两个水槽的水位有高低之差，水位差形成了水压， 导致了水流的定向流动，由高水位流向低水位。类似地， 由于电池正极（A）的电位比负极（B）的电位高，这个 电位差产生的电场力会移动电荷从A经过导线流向B形成 了电流，对电荷作了功。为了衡量电场力对电荷做功的 能力，引入了电压这个物理量。所以电压指任意两点之 间的电位差，电场力将单位正电荷从A点移到B点所作的 功，叫做电压，记作：
电动势和电压的单位都是伏特，都是反映电位差， 都有方向，但两者还是有区别的：
①、电动势与电压具有不同的物理意义。电动势 是衡量电源把其它形式的能转化成电能这一本领 的物理量，表示非电场力（外力）做功的本领， 而电压是衡量电路把电能转化成其它形式能这一 本领的物理量，表示电场力做功的本领。
②、对一个电源来说，既有电动势又有电压， 但电动势仅存于电源内部。电动势的大小决定 于电源本身，与电源材料和结构有关，而与外 电路的负载无关。电源的电动势在数值上等于 电源两端的开路电压，即电源两端不接负载时 的电压。
③、电动势与电压的方向相反。电动势是从低 电位指向高电位，即电位升高的方向；而电压 是从高电位指向低电位，即电压降低的方向。
谢谢观看
相似的，在电路中任选一个参考点，电路中某一 点到参考点的电压就称为该点的电位。电位的符 号用V表示，电位的单位也是伏特（V）。
电压和电位都是表征电路能量特征的物理 量，两者有联系也有区别。电压是指电路 中两点之间的电位差。因此，电位是相对 的，它的大小与参考点的选择有关；电压 是绝对的，它的大小与参考点的选择无关。
与电流一样，电路中任意两点之间的电压的实际 方向往往是不能预先确定，因此在对电路进行分 析计算之前，先要设定该段电路电压的参考方向， 若计算电压结果为正值，说明电压的参考方向与 实际方向一致；若计算电压结果为负值，说明电 压的参考方向与实际方向相反。
电压与电位
已知：电流大小为0.5A，R1阻值为2 Ω，VB=2V, 求：（1）UAB=?
(2) VA=? (3) UBA=?
I
R1
AB 思考：若以B点位参考点，即VB=0，那么VA=？
推论：各点至参考点间的电压即为各点的电位
三、电压与电位的关系：
1、各点至参考点间的电压即为各点的电位 2、电压即为电位差， UAB＝VA−VB 3、电压方向一般由高电位点指向低电位点 4、电位与参考点的选择有关，而电压与参考点的选择无关。
(P347 ) 对于如图所示电路，下列表达式正确的是（ ） （1）E1+E2+I2R2+I1R1=0 （2）I2R2—E2+I3R4+E3—I3R3=0 （3）E1—I3R4+E3—I3R3+I1R1=0 （4）I3R3—E3+I3R4+E2—I2R2=0
R1
R3
I2
R2
I3
I1
E3
E2
E1
R4
一、电压 （电位差） 1、符号：U 2、单位：伏特（V）,
还有毫伏(mV)、微伏(V)、千伏(kV)。
1V=103mV 1V=106V 1kV=103V 3、计算电压的大小：U=IR
A、B两点间的电压就是A、B两点的电位差，即UAB＝VA−VB
二、电位
1、符号：V 2、单位：伏特（V） 3、表示方法：例如：A点的电位，用“VA”表示。 4、通常设参考点的电位为零。 某点电位为正，说明该点电位比参考点高；
I2 R2 – I4 R4 – I6 R6 = 0 对网孔bcdb：
+E –
I4 R4 + I3 R3 –E = 0
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课题：电压、电位
目的：1、理解电压、电位的概念及记住其定义式。
2、掌握电压、参考方向的确定
3、掌握电压与电位的关系
4、理解电位的相对性和电压的绝对性
重点：电压与电位的关系
难点：电压、电位的定义
德育渗透：学会科学的实验方法，培养保护仪器的习惯及良好的行为习惯教程：
一、电压
画图解释电场力所做的功，引出电压的定义式。
1、电压：电路中A、B两点间的电压是指单位正电荷在电场力的作用下由A点移到B点时，电场力所做的功。
则
u AB=W AB/Q
2、电压的方向：电压的方向是从电源正极到电源负极。
3、电压的单位：伏
4、关联参考方向与非关联参考方向
电流、电压参考方向一致时称关联参考方向
电流、电压参考方向不一致时称关联参考方向
5、电压方向的表示方法
（1）用双下标表示
（2）用“+”、“—”极性表示，电压从正极性端到负极性端
6、电压是标量
7、直流电压表测量注意两点：
（1）电压表必须与被测电路并联，连接时应使被测电压的实际方向与电压表的“+”、“—”接线柱一致，否则会损坏电压表。
（2）使用电压表之前，应根据被测电压的大小选择适当的量程，在无法估计被测电压的范围时，开始时应选用较大的量程测量。
例：P6 例1—3
二、电位
1、参考点：电位是一个相对的概念，分析电位时必须先选定一个参考点。
参考点用字母“o”表示，在电路中用〦符号表示，原则上可任意选取，但习惯上选接地点或接机壳。
参考点又叫零电位点。
2、电位：电路中甘一点的电位就是该点到参考点的电压，用字母V表示。
3、单位：伏
4、电位差：两点间的电压等于这两点的电位的差，所以电压又叫电位差。
U AB=V A—V B
5、电位的相对性和电压的绝对性
电位具有相对性，即电路中某点的电位随参考点位置的改变而改变；而电位差（也就是电压）具有绝对性，即电路中任意两点之间的电位差值与电路中参考点的位置无关。
例：例1—4
练习：1、电路中a、b两点的电位分别为Va、Vb，则a、b两点间的电压Uab= 。
三、小结
1、怎样理解电压、电位的概念及如何记住其定义式。
2、如何确定电压的参考方向
3、电压与电位的关系如何？
4、怎样理解电位的相对性和电压的绝对性
四、作业
2、如图所示电路中，Va=9V，Vb= -6V，Vc=5V，Vd=0V，试求Uab、Ubc、Ucd、Uac、Uad、Ubd各多少伏？。