电压、电动势、电位
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说起电动势和电压,这可是我们高中物理里面最常见的两个名词了,今天就和大师一起来从头温习下什么是电动势,什么是电压,电动势和电压的区别与关系以及感应电动势的3个公式。
一、什么是电动势电动势就是电子运动的趋势,能够克服导体电阻对电流的阻力,使电荷在闭合的导体回路中流动的一种作用。
而这种作用来源于相应的物理效应或化学效应,通常还伴随着能量的转换,因为电流在导体中〔超导体除外〕流动时要消耗能量,这个能量必需由发生电动势的能源抵偿。
如果电动势只发生在导体回路的一局部区域中,就称这局部区域为电源区。
电源区中也存在着电阻,称为电源的内阻。
电源区之外局部导体回路中所消耗的能量,直接来源于导体中的电磁场,但是这时电磁场的能量仍然来自电源。
二、什么是电压电压一般也叫做电势差或着电位差,是衡量单元电荷在静电场中由于电势不同所发生的能量差的物理量。
电压的大小等于单元正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所做的功,电压的标的目的规定为从高电位指向低电位的标的目的。
电压的国际单元制为伏特〔V,简称伏〕,常用的单元还有毫伏〔mV〕、微伏〔μV〕、千伏〔kV〕等。
电压的概念与水位上下所造成的“水压〞相似。
需要指出的是,“电压〞一词一般只用于电路傍边,“电势差〞和“电位差〞则遍及应用于一切电现象傍边。
三、电动势和电压的区别与关系讲完了什么是电动势,什么是电压后,我们就好理解他们之间的区别和关系了。
电动势和电压的区别:电动势是对电源而说的,它就是电源将单元正电荷从负极经电源内部移到正极时,非静电力所做的功。
电压是对一般电路而说的,即某段电路两端的电压,也就单元正电荷,从某点沿电路移到另一点时,电场力所做的功。
1、这两个在电学里的概念,确实不容易分清。
因为人们常常在表述时,也很不注意把他说得很确切。
我想用一个水路的概念,先来表述一下:在一个循环的水路中,水泵就是电动势。
而水压差就是电压〔差〕,水流就比如电流。
2、在一个电路中,电动势是一种电的功率,他对外是可以作功的,他能主动地去改变电路中状态。
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: _。
电压和电位差的单位电压和电位差是电学中极其重要的概念,在计算电路中的电能和电势等方面起到至关重要的作用。
在本文中,我们将探讨电压和电位差的单位及其相关概念。
一、电压的定义与单位1.定义电压就是在两点之间的电势差,又称为电位差。
在电路中,电流就是沿着电压的方向流动的。
电压的概念其实不难理解,它就像一个水箱,水从高处流向低处;同样的,电子也是从高电势移动到低电势。
2.单位电压的单位是伏特(V),定义为:如果两点之间的电势差为1伏特,则在这两点之间,放置一个1库仑的电荷,需要做的功为1焦耳。
设电路中电动势为ε,电阻为R,电路中通过的电流为I,则有以下公式:ε = IR二、电位差的定义与单位1.定义电位差也叫电势差,是指在电场中,一点的电势与另一点的电势之差。
它通常用V表示,单位是伏特。
2.单位由于电位差实际上是电势的差,因此其单位也是伏特(V)。
不同的是,电位差是在电场中的两点之间的电势差,而电压是在电路中的两点之间的电势差。
三、电压与电位差之间的关系电压与电位差之间的关系可以通过下面的公式来表示:V = W/q其中,V为电压,W为做功,q为电荷。
这个公式可以帮助我们理解电压与电位差的区别。
电势差是单位电荷在电场中移动时做的功,而电压是在电路中的两点之间,单位电荷移动时做的功。
电压和电位差都是电学中非常重要的概念,掌握其定义和单位,可以更好地研究电气学、电磁学等知识。
同时,在电路的设计和维护中也非常有用,有助于我们正确地计算电路中的功率、电能等因素,确保电路的稳定性和安全性。
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Q为电荷量,单位库仑(C),t为时间,单位秒(s)。
电流的方向就是正电荷定向流动的方向。
2、电位、电压、电动势、电功电位:静电力将单位正电荷从某点移到参考点所做的功与电荷量的比值。
常用字母V表示,单位是伏特(V)。
计算某点的电位,可以从该点出发,通过一定路径绕行到零电位点,该点的电位就等于此路径的电压、电动势的代数和。
电功:电能转化成多种其他形式能的过程也可以说是电流做功的过程。
公式为国际单位:焦耳(J) 常用单位:千瓦时(kW·h)关系:1度=电压:静电力将单位正电荷从电场中的某一点移到另一点所做的功与电荷量的比值。
常用字母U表示,单位是伏特(V)。
电压的实际方向是从高电位指向低电位。
用Uab表示,公式:,Wab为电场力做的功,Q为电荷量。
直流电压用U表示,交流电压的瞬时值用u或u(t)表示。
电动势:非静电力单位正电荷从负极经电源内部移到正极所做的功与电荷量的比值,用来反映电源把其他形式的能转换成电能的本领的物理量。
电动势使电源两端产生电压。
在电路中,电动势常用E表示。
单位是伏(V)。
公式是:电动势的实际方向规定为由低电位端指向高电位端。
对于给定的电源来说,不管外电阻是多少,电源的电动势总是不变的,而电源的路端电压则是随着外电阻的变化而变化的,它是表征外电路性质的物理量,与电源两端电压的方向相反。
电阻电阻(Resistance,通常用“R”表示),是一个物理量,在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小。
电位、电压、电动势
1. 电位和电压
电位反应了电荷在电路中运动时所处的位置,正电荷从高电位向低电位运动,这恰好就是我们规定的电流的方向,也就是电流从高电位向低电位。
如果电路两点间电位不同,这两个电位的差值叫做电路两点间的电压。
电压的单位名称是“伏特”,其简称及中文单位符号是“伏”,其国际单位符号是“V”。
电压的符号是“U”。
电压的单位有:kV(千伏)、mV(毫伏)、μV(微伏)。
单位基本换算:1kV=1000V ;1V=1000mV;1mV=1000μV
2. 电动势
电荷在电路中运动,动力来源是电源。
电源的负极是低电位,正极是高电位,电源把正电荷从低电位通过电源内部搬运到高电位。
反映电源搬运电荷能力的物理量,叫电源的电动势。
电动势的单位也是伏,与电压的单位相同。
电动势的符号为“E”。
用电位差计测电动势和电压【实验目的】1.掌握电位差计的工作原理,学会其使用方法。
2.测量干电池的电动势。
3.测量电阻值。
【实验原理】一、补偿法测电动势用电压表测量电源电动势E X ,其实测量结果是端电压,不是电动势。
因为将电压表并联到电源两端,就有电流I 通过电源的内部。
由于电源有内阻r ,在电源内部不可避免地存在电位降I r ,因而电压表的指示值只是电源端电压(U =E X -I r )的大小,它小于电动势。
显然,只有当I=0时,电源的端电压U 才等于电动势E X 。
怎样才能使电源内部没有电流通过而又能测定电源的电动势呢?在图3.4.1所示的电路中,E X 是待测电源。
0E 是电动势可调的电源,E X 与0E 通过检流计并联在一起。
调节0E 的大小,当检流计不偏转,即电路中没有电流时,两个电源的电动势大小相等,互为补偿,即E X =0E ,电路达到平衡。
若已知平衡状态下0E 的大小,就可以确定E X ,这种测定电源电动势的方法,叫做补偿法。
图3.4.1补偿法原理图电位差计就是应用补偿法的原理将待测电动势与标准电势进行比较而进行测量的。
其 原理如图3.4.2所示,它由两个回路组成,上部ERBAE 为工作回路,下部DGE N CD (或D GEXC D ''')为补偿回路。
当有一恒定的工作电流I 流过电阻R 时,改变滑动头C 、D 的位置,就能改变C 、D 间的电位差V CD 的大小,测量时把滑动头C 、D 两端的电压V CD 引出与未知电动势进行比较。
为了使R 中流过的电流是工作电流I ,先将开关K 接通DGE N CD 回路,根据标准电势E N 的大小,选定C 、D 间的电阻为R N ,使E N =I R N (3.4.1)调节R 改变工作回路中的电流,当检流计指零时,R N 上的电位降恰与标准电势E N 相等。
由于E N 和R N 都已知,这时工作回路中的电流就被准确地校准到所需要的I 值,即I=E N /R N(3.4.2) 测量时把开关K 倒向D GEXC D '''回路,只要E X ≤IR ,总可以滑动C D ''’使检流计再度指零,这时C D ''间的电位降恰和待测电动势E X 相等。
1.电压(电位差电势差电压降)电荷流动时,电荷所具有的能量在电路中释放,电路及电路中所连接的元件将吸收电荷的能量。
经过能量吸收,电荷释放能量其本身所含的能量后变小,人们用电压降落来衡量电荷在电路中释放能量的能力大小。
当电流流过电路时,将在电路的每一小段中产生一定的电压降落,用来表示电荷流过该小段释放(或该小段电路吸收)的电能的大小。
电压降落简称电压。
两点之间的电压是指单位正电荷在电源的作用下经过这两点时所做的功。
电压的单位和电动势一样是伏特(简称伏,用英文字母V表示)。
电压是一个绝对量,是两点电位差的绝对值,与参考点的选择无关。
2.电位(电势)在电路中某一点的电位是指该点与人为在电路中选择的一个参考点之间的电压。
某点的电位表示的就是电荷从该点移动(或流动)到人为选择的(某个确定的)参考点时,电荷对电路(及其电路元件)所做的功。
通常人们规定大地作为标准的零电位,也就是说在一个包括电源、负载及连接导线的完整电路中,如果电路的某点与大地相连,则电路中该点的电位为零。
没有与大地相连接的电路,参考点的选择可以是任意的(就是说是可以随便选择的)。
但是一个电路,参考点只能选择一个。
从这个定义可以知道,在某个电路中一旦选择一个确定了的参考点后,在该电路上某个确定的点(例如A点)的电位也能唯一地确定。
但是,若对该电路重新进行参考点的选择,重新选择后,原来某点(A点)已经确定的电位将也会发生变化(变为另外一个数值的电位)。
从电位的定义可知,电位是一个“相对的量”,是某点相对于参考点的物理量。
参考点发生变化后,该点的电位这个物理量,也将发生“相对的”变化。
在一个参考点已经选定的电路中,高于参考点的电位为正电位,低于参考点的电位为负电位。
电位的单位也是伏特。
由地位的概念还可以得出:电路中,两点之间的电压等于两点的电位之差。
因此,电压还可称为“电位差”。
3.电动势电能可由其它能量转换而来,电源是将其它能量转换成电能的装置。