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(shí)這是不對(duì)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(duì)電荷的壓力。在電路中,電荷其實(shí)就是自由電子,所以電壓其實(shí)就是電路中對(duì)自由電子的壓力,就好比氣壓指對(duì)大氣的壓力,水壓指對(duì)水的壓力。
而對(duì)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(gè)束縛力,所以電子不能自由移動(dòng)。當(dāng)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(huì)移動(dòng)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(dòng),但這個(gè)移動(dòng)并不是無(wú)止境的。不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣f(shuō),電壓其實(shí)就是電場(chǎng),只有當(dāng)電子處于電場(chǎng)中,才會(huì)受到電壓的力。所以電壓是個(gè)范圍量,正確地說(shuō),電壓其實(shí)是指兩點(diǎn)(或兩面)之間的電勢(shì)差或電位差。
這就好比地球表面的高度差,沿重力場(chǎng)方向(即垂直地面方向),有高度差,我們就會(huì)做自由落體運(yùn)動(dòng),這個(gè)重力場(chǎng)方向就如同電場(chǎng)方向,高度差就如同電壓,而我們就如同電子。只不過(guò)電場(chǎng)方向可以改變,地球表面的重力場(chǎng)方向不可變罷了。
上文說(shuō)到,電壓又稱電位差,這里的電位差,其實(shí)就是電場(chǎng)中,任意兩個(gè)點(diǎn)之間電位的差值。顯然,電位是針對(duì)某點(diǎn)而言的,且電位是相對(duì)的,而不是絕對(duì)的。
電位又稱電勢(shì),它就好比前文所述重力場(chǎng)中的高度,例如我說(shuō)高度5米,這個(gè)5米有兩種可能,一是相對(duì)于地球表面而言,離地面5米高,一是相對(duì)于我所站立的表面而言,若我站在樓頂,那么這個(gè)5米是離樓頂5米高。同樣的道理,電位為5伏,這個(gè)5伏也是相對(duì)的,我們必須要知道它是相對(duì)點(diǎn)(即零電位點(diǎn),該點(diǎn)電位被假設(shè)為0伏),或者是地球表面,又或者是電路板的某個(gè)公共點(diǎn)……
二、電位和電壓的關(guān)系
上文所述,有電壓就相當(dāng)于有電場(chǎng),而電壓又是電位差,也就是說(shuō),電場(chǎng)中必定存在不同電位的點(diǎn)。其實(shí)在電場(chǎng)中,不同點(diǎn)的電位可能相同,也可能不同。電位相同的這些點(diǎn)的集合,被稱為等勢(shì)(勢(shì)就是位)面。電位不相同的這些點(diǎn),任意兩點(diǎn)之間就會(huì)有電壓。
我們以一個(gè)帶正電的電荷為例,正電荷在周?chē)ぐl(fā)電場(chǎng),如下圖1-2所示。
電場(chǎng)線表示電場(chǎng)的大小和方向,沿電場(chǎng)線方向,電位在降低,但只要這些點(diǎn)離正電荷的距離一樣,它們的電位就都是相等的,這些點(diǎn)連起來(lái)恰好為一個(gè)圓,如圖1-2所示。半徑相同的點(diǎn)電位相同,半徑越大的點(diǎn)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(gè)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(duì)的,這和我們所選的零電位點(diǎn)有關(guān)。例如我們選圓2作為零電勢(shì)面,那么圓1的電位就為正,圓3的電位就為負(fù),若取無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)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(fù),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(lái)說(shuō),它們有共同點(diǎn),也有不同點(diǎn)。
共同點(diǎn)如下:
1、單位相同,電位和電壓的單位都是伏特,因?yàn)殡妷壕褪遣煌娢幌鄿p得到的,所以它們屬于同一量綱。
2、電位和電壓都是用來(lái)形容電場(chǎng)能量的,因?yàn)橛须娢换蛘哂须妷海涂梢詫?duì)電子產(chǎn)生力的作用而做功,電位或電壓越大,電場(chǎng)對(duì)電子所做的功就越大。
不同點(diǎn)如下:
1、電位是相對(duì)的,某點(diǎn)的電位與所選的零電位參考點(diǎn)有關(guān),而電壓與零電位參考點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)。
2、電壓是一個(gè)范圍值,一般是指兩點(diǎn)之間,而電位是指一個(gè)點(diǎn),換言之,一旦談及電壓,肯定是指兩點(diǎn)之間,“這點(diǎn)的電壓是多少”這種說(shuō)法是不對(duì)的。但在實(shí)際上,我們經(jīng)常會(huì)說(shuō)火線或零線的某點(diǎn)電壓是多少,這是因?yàn),我們默認(rèn)了零電位參考點(diǎn)為中性點(diǎn),而中性點(diǎn)又是直接接地。所以,我們可以說(shuō)火線或零線某點(diǎn)的電壓是多少,這個(gè)電壓就是相對(duì)于地面而言的。
承擔(dān)因您的行為而導(dǎo)致的法律責(zé)任,
本站有權(quán)保留或刪除有爭(zhēng)議評(píng)論。
參與本評(píng)論即表明您已經(jīng)閱讀并接受
上述條款。