电动势和电压的区别

电动势和电压的区别

radasm-胡琳娟

电源电动势与电压的关系

一、电动势是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)。

在电源内部，非静电力把正电荷从负极板移到正极板时要对

电荷做功,这个做功的物理过程是产生电源电动势的本质。非静

电力所做的功，反映了其他形式的能量有多少变成了电能。因此

在电源内部,非静电力做功的过程是能量相互转化的过程。

电动势的大小等于非静电力把单位正电荷从电源的负极,经

过电源内部移到电源正极所作的功．如设W为电源中非静电力

(电源力)把正电荷量q从负极经过电源内部移送到电源正极所

作的功跟被移送的电荷量的比值，则电动势大小为：

。

如:电动势为6伏说明电源把1库正电荷从负极经内电路移动

到正极时非静电力做功6焦。有6焦的其他其形式能转换为电能。

电动势的方向规定为从电源的负极经过电源内部指向电源的

正极，即与电源两端电压的方向相反。

二、电压(voltage）,也称作电势差或电位差,是衡量单

位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。

其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所

做的功,电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。电

压的国际单位制为伏特(V，简称伏)，常用的单位还有毫伏

(mV)、微伏（μV)、千伏(ｋV)等。此概念与水位高低所造

成的“水压＂相似。需要指出的是，“电压"一词一般只用

于电路当中，“电势差”和“电位差”则普遍应用于一切电

现象当中.

电压是电路中自由电荷定向移动形成电流的原因。

电势差(电压差）的定义：

电荷q在电场中从A点移动到Ｂ点，电场力所做的功Ｗ

AB与电荷量q的比值，叫做AB两点间的电势差(ＡＢ两点间

的电势之差,也称为电位差),用UAB表示,则有公式：

其中，WＡB为电场力所做的功,ｑ为电荷量.

同时也可以利用电势这样定义

如果电压的大小及方向都不随时间变化，则称之为稳恒

电压或恒定电压，简称为直流电压,用大写字母Ｕ表示.如果

电压的大小及方向随时间变化，则称为变动电压.对电路分

析来说,一种最为重要的变动电压是正弦交流电压（简称交

流电压）,其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化。

交流电压的瞬时值要用小写字母u或u(t）表示。在电路中

提供电压的装置是电源．

单位:

电压在国际单位制中的主单位是伏特（V),简称伏，用符

号V表示.[1］1伏特等于对每1库仑的电荷做了1焦耳的

功,即1Ｖ=1J/Ｃ．强电压常用千伏（ｋＶ)为单位,弱小

电压的单位可以用毫伏(mV)微伏(μｖ).

它们之间的换算关系是：

１ｋV=100０V

1V=1０00mＶ

1mＶ＝1000μv

三、两者区别

电动势和电压虽然具有相同的单位，但它们是本质不同

的两个物理量。

（１)它们描述的对象不同:电动势是电源具有的，是描

述电源将其他形式的能量转化为电能本领的物理量,电压是

反映电场力做功本领的物理量。

（2)物理意义不同:电动势在数值上等于将单位电量正

电荷从电源负极移到正极的过程中,其他形式的能量转化成

的电能的多少；而电压在数值上等于移动单位电量正电荷时

电场力作的功，就是将电能转化成的其他形式能量的多少。

它们都反映了能量的转化，但转化的过程是不一样的。

（３）二者做功的力不同：电压是电场中两点间的电势

差值,电场力在电场中移动单位正电荷所做的功就是电势

差，即电压,Ｗ=ＵQ是电场力做的功，可见电压U是与电场

力做功相联系的。电动势是反映电源非静电力做功这种特性

的,它的数值大小等于电源非静电力从电源负极向正极移送

单位正电荷所做的功.在化学电源中非静电力是与离子的溶

解和沉淀过程相联系的化学作用;在温差电源中非静电力是

与温差和电子浓度相联的扩散作用;在普通发电机中非静电

力的作用是电磁作用.电动势罗二即q中的平就是诸如以上

这些非静电力所做的功,所以电动势g是与非静电力做功相

联系的。

(4）能量的转化过程不同：电压是电势能变化的量度，

是将电场能转化为电荷机械能的过程。由于电势在数值上等

于单位正电荷在电场中具有的电势能,电场中存在电压,正

电荷可以在电场力作用下通过做功由高电势移向低电势处,

电势能减小。电压越高电势能减小越大，那电势能转化为电

荷运动机械能的值越大。与物体在重力场中自由下落重力势

能转化为动能的情况相类似。而电动势却是非静电力反抗电

场力做功,转化其他形式能量本领的量度.在闭合电路中某

种非静电力作用在被移动的电荷上，增加了电荷的电势能,

在此其他形式的能如化学能、太阳能、热能、机械能等转化

为电能。不同的电源这种由非静电力做功转化为电能的本领

不同,所以电动势也不同．如化学电源的电动势决定于溶液

跟极板的性质,发电机的电动势决定于电枢、磁场和它们的

相对运动.

(５)在电路中的因果关系不同:如果电路中没有电源,即

使有电压,电流形成也很短暂,最后电压也不会维持。没有电

源（电动势),电流就如无源之水,电压也不会稳定。因此电

路中各部分电压的产生和维持都是以电动势的存在为先决

条件的。就拿两个孤立带电导体来看,也必须要先有非静电

性质的作用来迁移电荷,即必须先有电动势，才谈得上导体

上有稳定持续的电势差（电压)。

(6)在给定电路中变与不变不同：对于一个给定的电源,

一经制好,电动势就固定不变，与外电路是否接通无关,也与

外电路的组成情况无关而电路中的电压却要因外电路电阻

的改变而改变,如并联支路数目增减、电阻变化时将引起电

路各部分电流、电压重新分配,电压将发生变化至于外电路

断开时的路端电压在数值上等于电源电动势,也只是这种分

配的一个特殊结果，并不说明电压就是电动势。