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电压（电势不同产生能量差的物理量）

次浏览 | 更新时间：2023-05-16

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电压

电势不同产生能量差的物理量

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因电势不同所产生能量差的物理量。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。电压的概念与水位高低所造成的“水压”相似。

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。

“电压”一词常用于电路中，而“电势差”和“电位差”则普遍适用于一切电现象。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。

基本信息

中文名	电压
外文名	voltage
别名	电势差电位差
拼音	diàn yā
定义	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

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定义

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）的定义如下：

电荷q在电场中从A点移动到B点，电场力所做的功

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

表示，则有公式：

电压

其中，

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：

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

国家电压频率

下表列出了一些国家或地区的单相电压数值。

国家或地区	电压（V）	频率（Hz）
澳大利亚	240	50
比利时	230	50
巴西	110/220	60
加拿大	120	60
智利	220	50

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电压调试

跨步电压

组装完毕后，按原理图及工艺要求检查整机安装情况，着重检查电源线、变压器连线、输出连线及A和B两块印制板的连线是否正确、可靠，连线与印制板相邻导线及焊点有无短路及其他缺陷。

通电后，进行如下几项的调试：

电压可调

在十字头输出端测量输出电压(注意，电压表极性)。所测电压值应与面板指示相对应。拨动开关S1，输出电压值相应变化(与面板标称值误差在±10%以内为正常)。

极性转换

按面板上所示开关S2位置，检查电源输出电压的极性能否转换，应该与面板所示位置相同。

负载能力

用一支470Ω/2W以上的电位器作负载，接到直流电压输出端，串接万用表500 mA挡。调节电位器使输出电流为额定值150 mA；用连接线替下万用表，测量此时输出电压(注意换成电压挡)。所测各挡电压下降均应小于0.3 V。

过载保护

将万用表DC 500 mA串连接入电源负载回路，逐渐减小电位器阻值，面板指示灯A(即原理图中LEDt)应逐渐变亮，电流逐渐增大到一定数(<500 mA)后不再增大(保护电路启动)。当增大阻值后A指示灯熄灭，恢复正常供电。注意，过载时间不可过长，以免电位器烧坏。

充电检测

用万用表DC250 mA(或数字表200 mA)挡作为充电负载来代替电池，LED3～LED5，应按面板指示位置相应点亮，电流值应为60 mA(误差为±10%)，注意，表笔不可接反，也不得接错位置，否则没有电流。

国际单位制电学单位：

国际单位制电学单位
基本单位
单位	符号	物理量	注
安培	A	电流
导出单位
单位	符号	物理量	注

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记忆口诀

电压比较器

1.电压表

电压表，测电压，电路符号圈中V

测谁电压跟谁并(联)，“+”进“-”出勿接反。

通常先画连电路，最后添加电压表。

量程选用3V，0.1伏一小格。

量程选用15V，一小格为0.5(V)。

2.探究串、并联电路电压规律

串联电压之关系，总压等于分压和，U=U1+U2.

并联电压之特点，支压都等电源压，U1=U2=U.

3.电阻

导体阻电叫电阻，电阻符号是R.

电阻单位是欧姆，欧姆符号Ω。

决定电阻三因素，长度、材料、横截面(积)。

不与电压成正比，电流与它无关系。

受到影响是温度，通常计算不考虑。

4.变阻器

滑动变阻器

使用滑动变阻器，改谁电流跟谁串。

一上一下连接线，关键是看连下线。

左连右移电阻变大，右连右移电阻变小。

电位差计

电位差计是电磁学测量中用来直接精密测量电动势或电位差的主要仪器之一。补偿法是电磁测量的一种基本方法。电位差计就是利用补偿原理来精确测量电动势或电位差的一种精密仪器，补偿法的测量准确度高。

电位差计

这种方法是将被测电压与仪器的标准电压进行比较而实现电压测量。电路在补偿状态时，被测电压回路无电流，测量结果准确度仅取决于电位差计的电源、标准电池、标准电阻和高灵敏度检流计，故它的测量准确度可达0．01%或更高。可用于精确测量电动势、电压、电流、电阻等电学量。其优点是，在测量时几乎不消耗被测对象的能量，不影响被测对象原来的数值，测量结果稳定可靠，且具有很高的精度。

电位差计又叫电位计，它有多种类型，其中十一线电位差计是一种教学仪器，它结构简单、直观性强，便于学习和掌握；而箱式电位差计是测量电位差的专用仪器，它使用方便、测量准确、稳定性好，在科学实验和工业生产中经常用到。

它用途很广泛，不但可以用来精确测量电动势、电压，与标准电阻配合还可以精确测量电流、电阻和功率等，还可以用来校准精密电表和直流电桥等直读式仪表，有些电器仪表厂则用来来确定产品的准确度和定标，而且在非电参量(如温度、压力、位移和速度等)的电测法中也占有极其重要的地位。因此在工业测量自动控制系统的电路中得到普遍的应用。

电位差计主要结构组件有测量盘、工作电流调节盘、温度补偿盘、测量选择开关、极性变换开关、量限变换开关、电键按钮、接线端钮、面板、屏蔽层及外壳等。开关、按钮、端钮等是大家所熟悉的。所谓“盘”实质上是可调电阻，不过它呈圆盘形。可调电阻分两类，一类是滑线式的，是连续式可调电阻；另一类是步进式的，是阶梯式可调电阻。它们做得讲究、精密，并且都有分度。如滑线式分度值为滑线全长的1/10或或1/1000或更小，步进式有十位、百位步进盘。

电压规律

电压是推动自由电荷定向移动形成电流的原因。电流之所以能够在导线中流动，也是因为在电流中有着高电势和低电势之间的差别。这种差别叫电势差，也叫电压。换句话说。在电路中，任意两点之间的电位差称为这两点的电压。通常用字母U代表电压。

电源是给用电器两端提供电压或电能的装置。电压的大小可以用电压表（符号：V）测量。

串联电路电压规律：串联电路两端总电压等于各部分电路两端电压和。

公式：ΣU=U1+U2

并联电路电压规律：并联电路各支路两端电压相等，且等于电源电压。

公式：ΣU=U1=U2

欧姆定律：U=IR（I为电流，R是电阻）但是这个公式只适用于纯电阻电路

串联电压之关系，总压等于分压和，U=U1+U2

并联电压之特点，支压都等于电源压，U=U1=U2

分类

按大小分

电压可分为高电压，低电压和安全电压。

高低压的区别是：以电气设备的对地的电压值为依据的。对地电压高于或等于1000伏的为高压。对地电压小于1000伏的为低压。

其中安全电压指人体较长时间接触而不致发生触电危险的电压。按照国家标准《GB3805-83》安全电压规定了为防止触电事故而采用的，由特定电源供电的的电压系列。我国对工频安全电压规定了以下五个等级，即42V、36V、24V、12V和6V。

按功能分

1.阻抗电压

英文名称：impedance voltage [at rated current]

名词定义：双绕组变压器中一个绕组短路，以额定频率的电压施加于另一个绕组上，并使其中流过额定电流时的施加电压值。对多绕组变压器，除试验的一对绕组外，其余绕组开路，并使其中流过与该对绕组中的额定容量较小的绕组相对应的额定电流时的施加电压值。各对绕组的阻抗电压是指相应的参考温度下的数值且用施加电压绕组的额定电压值的百分数来表示。

阻抗电压计算方法：当变压器二次绕组短路（稳态），一次绕组流通额定电流而施加的电压称阻抗电压Uz。通常Uz以额定电压的百分数表示，即uz= ( Uz/U1n)×100% 匝电势：u=4.44×f×B×At,V 其中：B—铁心中的磁密，T At—铁心有效截面积，平方米可以转化为变压器设计计算常用的公式：

当f=50Hz时：u=B×At/450×10,V

当f=60Hz时：u=B×At/375×10,V

如果已知道相电压和匝数，匝电势等于相电压除以匝数。

2.医学电压：

心电图所称的电压，是指心电图纸上两条横线之间的距离。常用来测定心电图的波幅。单位通常用mm或mV来表示。电压的数值与*定准电压的调节有关。若输入1mV的标准电压使基线上移10mm，则两条细横线之间的距离是1mm，电压为0.1mV。测量心电图的波幅时，电压定准方有意义。

常见值

电视信号在天线上感应的电压约0.1mV

维持人体生物电流的电压约1.2mV

碱性电池标称电压1.5V

电子手表用氧化银电池两极间的电压1.5V

一节铅蓄电池电压2V

手持移动电话的电池两极间的电压3.7V

对人体安全的电压一般不高于36V

家庭电路的电压220V

动力电路电压380V

无轨电车电源的电压550~600V

电视机显像管的工作电压10kV以上

列车上方电网电压25000V

发生闪电的云层间电压可达1000kV

参考资料

[1]

什么是电压？电压计算公式和单位换算及电位差概念讲解_电工学网 · 电工学网[引用日期2021-08-18]

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