電壓和電位同一回事嗎?不是的話,它們的區(qū)別又在哪里呢?很多電工都把電壓和電位混為一談,其實這是不對的,作為一名合格的電工,我們很有必要區(qū)分兩者。
一、電壓和電位的含義
1、電壓
電壓,顧名思義,可以理解為對電荷的壓力。在電路中,電荷其實就是自由電子,所以電壓其實就是電路中對自由電子的壓力,就好比氣壓指對大氣的壓力,水壓指對水的壓力。
而對于絕緣體,由于電子被牢牢地束縛在分子中,電壓所提供的力不足以克服這個束縛力,所以電子不能自由移動。當然,如果電壓足夠大,所提供的推力大于電子的束縛力,那么電子也是會移動的,這就是所謂的絕緣擊穿。
顯然,電壓可以使電子發(fā)生定向移動,但這個移動并不是無止境的。不嚴謹?shù)卣f,電壓其實就是電場,只有當電子處于電場中,才會受到電壓的力。所以電壓是個范圍量,正確地說,電壓其實是指兩點(或兩面)之間的電勢差或電位差。
這就好比地球表面的高度差,沿重力場方向(即垂直地面方向),有高度差,我們就會做自由落體運動,這個重力場方向就如同電場方向,高度差就如同電壓,而我們就如同電子。只不過電場方向可以改變,地球表面的重力場方向不可變罷了。
上文說到,電壓又稱電位差,這里的電位差,其實就是電場中,任意兩個點之間電位的差值。顯然,電位是針對某點而言的,且電位是相對的,而不是絕對的。
電位又稱電勢,它就好比前文所述重力場中的高度,例如我說高度5米,這個5米有兩種可能,一是相對于地球表面而言,離地面5米高,一是相對于我所站立的表面而言,若我站在樓頂,那么這個5米是離樓頂5米高。同樣的道理,電位為5伏,這個5伏也是相對的,我們必須要知道它是相對點(即零電位點,該點電位被假設為0伏),或者是地球表面,又或者是電路板的某個公共點……
二、電位和電壓的關系
上文所述,有電壓就相當于有電場,而電壓又是電位差,也就是說,電場中必定存在不同電位的點。其實在電場中,不同點的電位可能相同,也可能不同。電位相同的這些點的集合,被稱為等勢(勢就是位)面。電位不相同的這些點,任意兩點之間就會有電壓。
我們以一個帶正電的電荷為例,正電荷在周圍激發(fā)電場,如下圖1-2所示。
電場線表示電場的大小和方向,沿電場線方向,電位在降低,但只要這些點離正電荷的距離一樣,它們的電位就都是相等的,這些點連起來恰好為一個圓,如圖1-2所示。半徑相同的點電位相同,半徑越大的點電位越小,例如圓1的電位就大于圓2、圓3。由于不同圓的電位不相同,所以各個不同圓之間就存在電壓(電位差),例如圓1和圓2、圓2和圓3、圓1和圓3之間都存在電壓。
雖然不同半徑圓的電位不相同,但它們電位的大小卻不是絕對的,這和我們所選的零電位點有關。例如我們選圓2作為零電勢面,那么圓1的電位就為正,圓3的電位就為負,若取無窮遠處為零電勢面,那么圓1、2、3的電位都是正的,但不管它們的電位是正還是負,它們之間的電位差(即電壓)都是不變的。
這就是電壓和電位的區(qū)別,總的來說,它們有共同點,也有不同點。
共同點如下:
1、單位相同,電位和電壓的單位都是伏特,因為電壓就是不同電位相減得到的,所以它們屬于同一量綱。
2、電位和電壓都是用來形容電場能量的,因為有電位或者有電壓,就可以對電子產生力的作用而做功,電位或電壓越大,電場對電子所做的功就越大。
不同點如下:
1、電位是相對的,某點的電位與所選的零電位參考點有關,而電壓與零電位參考點的選取無關。
2、電壓是一個范圍值,一般是指兩點之間,而電位是指一個點,換言之,一旦談及電壓,肯定是指兩點之間,“這點的電壓是多少”這種說法是不對的。但在實際上,我們經常會說火線或零線的某點電壓是多少,這是因為,我們默認了零電位參考點為中性點,而中性點又是直接接地。所以,我們可以說火線或零線某點的電壓是多少,這個電壓就是相對于地面而言的。
承擔因您的行為而導致的法律責任,
本站有權保留或刪除有爭議評論。
參與本評論即表明您已經閱讀并接受
上述條款。