电 压、电位、电动势
§1-2电路的主要物理量
第一章电路的基本概念和基本定律§1-2 电路的主要物理量一、电流及其参考方向（一）电流电荷的定向运动形成电流，用符号或表示。
电流的强弱用电流强度来描述。
在电场的作用下，正电荷与负电荷向不同的方向运动，习惯上规定正电荷的运动方向为电流的方向（事实上，金属导体内的电流是由带负电的自由电子的定向运动产生的，其形成的电流方向与运动方向相反）。
电流的大小为单位时间内通过导体横截面的电量，用公式表示即dtdq i 式中为极短时间内通过导体横截面的微小电量。
在国际单位制（SI）中，电荷量的单位为C（库仑），时间的单位为S（秒），电流的单位为A（安培）。
常用的单位还有kA （千安）、mA（毫安）、A（微安）。
SI单位前的字母符号叫词头，下面介绍几种电路中常用的SI词头见表1-1。
电流是时间函数，当电流的大小和方向都不随时间变化而变化时，称之为直流电流，常用大写字母I表示；当电流的大小和方向随时间作周期性变化，且平均值为零时，称之为交流电流，常用小写字母表示。
（二）电流的参考方向在电路分析中，有时不能预先判定某些支路电流的方向，另外，在交流电路中，电流的大小和方向都在随时间不断变化，为了分析和计算的需要，任意选定一个方向作为电流的计算方向，称为参考方向。
所以参考方向是一种任意假定的方向。
当假定的参考方向与电流实际方向一致时，电流为正值；当假定的参考方向与电流实际方向相反时，电流为负值。
因此，假定了参考方向后，对电路进行分析和计算，通过得到的电流的正负值，就可以最终确定电流的实际方向。
特别指出：在电路分析计算时，没有规定参考方向的电流值是没有任何意义的。
【例1-1】在2S 的时间内，由导线a 端均匀地流向b 端的负电荷为10C ，则电流I ab 等于多少？电流的实际方向如何？A I ab 5210-=-=由于是负电荷运动，形成的实际电流方向与电荷运动方向相反，因此电流的实际方向b 由指向a 。
二、电压、电位和电动势（一）电压1、电压电荷在运动过程中，电荷所具有的能量（电位能）会产生转换。
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。
电气专业名词解释2011
电气专业名词（2012终结版）1电源----电源是提供电能的设备。
2电路----由金属导线和电气以及电子部件组成的导电回路，称其为电路。
直流电通过的电路称为“直流电路”；交流电通过的电路称为“交流电路”。
3电流——_就是大量电荷在电场力的作用下有规则地定向运动的物理现象。
4电压——单位正电荷由高电位移向低电位时，电场力对它所做的功叫电压。
5电动势----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。
6电位----分析电位时必须选择一个参考点，参考点用O表示，在电路中用⊥符号表示，原则上是可以任意选取，但是习惯上选择接地点或者接机壳点或者电路中连线最多的点为参考点，电路中某一点的电位就是该点到参考点的电压7模拟电路——是由自然界产生周期性变化的连续性的物理自然变量，在将连续性物理自然变量转换为连续的电信号，并通过运算连续性电信号的电路。
8数字电路——·将连续性的电讯号，转换为不连续性定量的电信号，并运算不连续性定量电信号的电路，称为数字电路。
9有功功率——在交流电能的发输用过程中，用于转换成电磁形式的那部分能量叫做有功10无功功率——在交流电能的发输用过程中，用于电路内电磁场交换的那部分能量叫做无功11视在功率——在具有电阻和电抗的电路内，电压与电流的乘积叫做视在功率，用字母Ps来表示，单位为瓦特。
12功率因数——在直流电路里，电压乘电流就是有功功率。
但在交流电路里，电压乘电流是视在功率，而能起到作功的一部分功率（即有功功率）将小于视在功率。
有功功率与视在功率之比叫做功率因数，以COSφ表示。
13电功率——电路传送或转换电能的速率叫电功率，简称功率用P表示，单位瓦特W在汽车业还有功率单位叫马力，1马力等于735瓦特P=UI14电感——：电感是指线圈在磁场中活动，所能感应到的电流的强度，单位是亨利H15基尔霍夫定律——简写为KLC，对于电路的任一节点，在任一时刻，该节点所连的各支路中，流入该节点全部的电流的总和等于流出该节点的全部电流的总和。
电工基础知识
2.呼吸、心跳情况的判断：在现场内，用看、听、试的方法判定伤员呼吸心跳情况。
3.心肺复苏法：①通畅气道。②口对口(鼻)人工呼吸：先连续大口吹气两次，每次1-1.5秒。如两次吹气后试测颈动脉仍无搏动，可判定心跳已经停止，要立即同时进行胸外按压。③胸外按压(人工循环)：每分钟80次左右，每次按压和放松的时间相等。
二、楞次定律
感生电流产生的磁场总是阻碍原磁通的变化。也就是说，当线圈中的磁通要增加时，感生电流就要产生一个磁场去阻碍它增加；当线圈中的磁通要减少时，感生电流所产生的磁场将阻碍它减少。这个规律就称为楞次定律。 注：自感(感生电流产生的磁场极性与原磁场极性相反)。
三、法拉第电磁感应定律
2.电压：电场力把单位正电荷由高电位点移到低电位点所做的功叫这两点间的电压。电压的单位是伏特(V)，电压也是指电场中某两点之间的电位差。
3.电动势：把正电荷从低电位移向高电位，这种使电路两端产生并维持一定电位差的能力，叫做电动势，单位也是伏特(V)。 注:（电源空载时电压近似于电动势，但有负载时电压是永远小于电动势的，电压在电源外部而电动势在电源内部。电压是从正极流向负极而电动势是从负极流向正极）。
3.电烙印：是在人体与带电体接触的部位留下的永久性斑痕。
4.机械性损伤：是电流作用于人体时，由于中枢神经反射和肌肉强烈收缩等作用导致的机体组织断裂等伤害。
5.电光眼：是发生弧光放电时，由红外线、可见光、紫外线对眼睛的伤害。
二、触电方式
触电可分为单相触电、两相触电和跨步电压触电。
2.辅助绝缘安全用具：高压设备的辅助绝缘安全用具有绝缘手套、绝缘鞋、绝缘垫及绝缘台等。低压设备的辅助绝缘安全用具有绝缘台、绝缘垫及绝缘鞋(靴)等。
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： _。
电路的基本物理量
电 流 表 的 刻 度 盘
根据量程确定每个大格和每个小格(分度值)所表示 的电流值 乙 图 量程 0-3 A 0.2 安 0.02 安 1 安 每个大格 分度值 0.1 安
甲 图 量程 0-0.6 A 每个大格 分度值
• 那么电流表使用时应注意什么呢？
调 在使 零 零用 刻前 线检 处查 指 针 是 否 指
电压、电位与电动势
电路的基本物理量
------电能与电功率
在许多电气设备中，所需要的并不是电流本身，而 是伴随着电流电压的电场能量因为电能可以转化为 热、机械能、光能、化学能等。
电 能 有 什 么 用 途 ？
电能→机械能
电能→机械能
电能→机械能
电能→热能
电能→机械能
下列各图中，电能分别转化为什么形式的能？
生产化肥0.7kg
灌溉农田330m2
采煤105kg
炼钢1.6kg
机织棉布11m
2、电功率
电工技术中，单位时间内电流所作的功称为电功率。 电功率用“P ”表示： W UIt
P
t
t
UI
国际单位制：U 【V】，I【A】，电功率P用瓦特【W】 电功率反映了电路元器件能量转换的本领。如100W的电灯 表明在1秒钟内该灯可将100J的电能转换成光能和热能；电机 1000W表明它在一秒钟内可将1000J的电能转换成机械能。 用电器额定工作时的电压叫额定电压，额定电压下的电功 率称为额定功率；额定功率通常标示在电器设备的铭牌数据 上，作为用电器正常工作条件下的最高限值。 通常情况下，用电器的实际功率并不等于额定电功率。当 实际功率小于额定功率时，用电器实际功率达不到额定值， 当实际功率大于额定功率时，用电器易损坏。
B、测量通过电流大小的仪表
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
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四、电压的单位
电压的单位是伏，符号为 V 。
换算关系为：
1mV 1 V 103 V 1 000
1uV
1 106
V
10-6
V
常用的电压
几种要记住的电压值：
7.电源的内电阻：
电流流过电源内部时会遇到电阻，这个电阻称为电源的内电阻，用字母R0表示。 E代表电位升，它的方向是从低电位指向高电位，如图所示。
在电源外部，电流从电源电动势正极流出，经负载从电源负极流入。 在电源内部电流则是从电源负极流向正极。
【课堂练习】
1.（2010年春季高考）单位相同的两个物理量是（ ）
发光,断开电路,灯泡
发光。
抽水机 电源
水位差
水压 水流
电位差
电压
电流
一、 电压的产生
1.电位：电子带负电荷，导体中电子越多电位越低。 2.电压：“电位差”称为“电压”。
U ab=V a－V b
3.电压产生电流。
4.电源提供电压的装置，电压是形成电流的原因。
二、电压的定义
电路中，B、A两点间的电压等于电场力把
电 压、电位、电动势
导体A、B分别等量异种电荷如下图所示，
（1）用导线将 A 和 B 连接起来，A 中的电子被带正电荷的导体 B 吸引，则电子流从 A 流经导线到 B 。 （2）当 A 中的多余电子全部流向 B 后，B 中的正电荷被 A 中等量的电子中和，电子流就停止了。
怎样才能使得AB之间形成持续的电流呢？
1.一节干电池：1.5V 2.一个蓄电池：2V 3.家庭电路：220V 4.对人体的安全电压：一般不高于36V
五、认识电位
两点间的电位之差就是电压 。 U ab=V a－V b
电路中某点相对于参考点的电压称为该点的电位。 用V表示。如Va表示a点的电位。
六、认识电源
1.电源提供恒定的电流。
如右图，电池把从正极流向负极的电流 再“流”回正极，使电路两端产生一定的电 压 U ，所以电路中有持续的电流通过。
【课堂小结】 一、电压的产生 二、电压的定义 三、电压的方向与参考方向 四、电压的单位 五、认识电位 六、认识电源 七、认识电动势
谢谢大家
观察以下情景,分析不同特点。
（1）如图甲,两容器液面相平,打开阀门后水
(“能”或“不能”)流动;
（2）如图乙所示,两容器液面不相平,打开阀门后水
流动,水
持续流动;
（3）如图丙所示,两容器液面不相平,加一个小抽水机连续抽水,打开阀门后
水
流动,水
持续流动.
(4)按如图丁组成电路,灯泡 (选填“能”或“不能”)
正电荷由B点移到A点所做的功WBA与移送电量
q的比值。用公式表示为
U BA
WBA q
式中： WBA ——电场力将正电荷由B点移到A点所做的功，国际单位制单位J(焦)
Q ——B点移到A点的电荷量，国际单位制单位C(库)
UBA ——A、B两点的电压，国际单位制单位V(伏)
三、电压的方向与参考方向
1.电压的方向：高电位指向低电位。
A．电动势ห้องสมุดไป่ตู้电位
B．电位、电流
C．电位、电能
D．电动势、电功
答案：A 解析：该题考核电路物理量的相关单位。
【课堂练习】
2.（2011年春季高考）当电路参考点改变后，能够改变 的物理量是（ ）
A．电流 C．电位
B．电压 D．电阻
答案：C 解析：此外考核了电位与参考点的关系。
【课堂练习】
3.若电路中的电压为负值，则表示电压的实际方向与参考
电源的要点：电源总是供给电压，电源在用导线连接负载后才供给电流。
七、认识电动势
1.作用： 电源是电能的源泉，是电路中提供电能的设备。 2.意义： 用电动势这个物理量来衡量电源将其他形式的能转化成电能本领的大小。 3.符号： 电动势用字母E来表示。 4.单位： 跟电压的单位相同，也是V。 5.方向： 电动势的方向从电源负极经电源内部指向正极。 6.影响因素： 电动势仅存在于电源的内部其大小由电源本身的性质决定，与电源是否接入电路无关。
方向( )
A．相同
B．相反
C．可能有关
D．无关
答案：B
【课堂练习】
4.对电压的说法正确的是（
）。
A．两点电位越高，电压越大
B．电压的高低只与两点电位差有关
C．电压的高低与参考电位有关
D．电压的高低只与电流的大小有关
答案：B
【课堂作业】
电压与电动势的有什么异同点?
1.相同点：单位相同。 2.不同点： （1）物理意义不同：电动势表示电源力做功本领；电压表示电场力做功本领。 （2）方向不同：电压的方向由高电位点指向低电位点（电位降低的方向）；电动势的方向由 低电位点指向高电位点（电位升高的方向）。 （3）存在场合不同：电动势仅存在于电源内部；而电压在电源内部、外部都存在。