摘 要： 本文简要介绍了电动势、电压和电位三个物理量的相同点，对三个物理量的不同点从定义、方向和大小测量三个方面进行了分析，并对三者之间的联系作了简单的概括。 关键词： 电动势 电压 电位 异同 联系
在电工教学中，我们经常会遇到电动势、电压和电位这三个基本物理量。由于这三个物理量有许多相似之处，所以许多学生对这三个物理量容易混淆，理解不透。现将三者的异点及三者之间的联系总结如下：
一、电动势、电压和电位的相同点
（一）三者的定义均是单位正电荷在某力作用下所做的功。
（二）三者的单位均为伏特（伏）。
（三）三者的大小均可用电压表进行测量。
二、电动势、电压和电位的不同点
（一）定义
在电学类教材上，对这三者的定义是这样的：
电动势是衡量电源将非电能转换成电能本领的物理量。它的定义是单位正电荷从负极经电源内部移到正极时非静电力所做的功。符号为E。
电压是衡量电场力做功本领大小的物理量。它的定义是单位正电荷从A点移动到B点时电场力所做的功。符号为U 。
电位同样是衡量电场力做功本领大小的物理量。但它的定义是单位正电荷从P点移到参考点P 时电场力所做的功。符号为U 。
三者的定义非常相似，但它们是完全不同的三个概念。电位的定义要考虑到参考点，我们通常把参考点的电位规定为零，即零电位。一般情况选大地为参考点，在电子仪器和设备中常把金属外壳或电路中的公共接点作为参考点。电位是针对一点而言的，而电压是针对两点而言。某点的电位值会随着参考点位置的改变而变化，但两点的电压与参考点的位置选取无关，所以电位是相对的，而电压是绝对的。
电动势是针对电源定义的，所以只有电源有电动势，负载不存在电动势。电压和电位没有针对电源，所以不仅电源中有电压和电位，负载中也有电压和电位。路端电压（电源加在外电路两端的电压）是针对电源的。但是电源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；而路端电压则是指在静电力（电场力）作用下，单位正电荷从正极移动到负极所做的功。
（二）方向
电动势的方向是在电源内部由低电位（“-”极性）端指向高电位（“+”极性）端，即电位升高的方向。
电压的方向是高电位（“+”极性）端指向低电位（“-”极性）端，即电位降低的方向。对于一个电源而言，电动势的方向与电压的方向正好相反。
而电位没有方向，只有高低之分。
在分析电路时，我们时常遇到电动势、电压和电位有正负之分。电动势和电压数值前的正负号是用来表示方向的。在计算较复杂电路时，我们都会先设定一个参考方向，电压和电动势为正值，说明电压和电动势的实际方向与设定的参考方向相同；电压和电动势为负值，说明电压和电动势的实际方向与设定的参考方向相反。而电位的正负不表示方向，只表示高低。电位为正值时，说明该点的电位比参考点的电位高；电位为负值时，说明该点的电位比参考点的电位低。
（三）大小测量
电源的电动势用电压表测量。测量的时候，电源不要接到电路中去，用电压表测量电源两端的电压，所得的电压值就可以看作等于电源的电动势。
电压的大小用电压表测量。在测量时，必须接通电路，将电压表并联在被测电路两端，就可以测出这两点之间的电压。
电位的大小也可用电压表来进行测量。测量方法与电压的测量方法相似，只是被测电路两端必须有一端为参考点。
三、电动势、电压和电位之间的联系
（一）电动势和电压之间的联系
对于一个电源，它既有电动势又有电压。电源的电动势对一个固定电源来说是不变的，而电源的路端电压却是随外电路的负载而变化的。它的变化规律服从闭合电路的欧姆定律，其数学表达式为：
U=E-Ir。
式中U为路端电压，I为电路中的电流，r为电源的内电阻，故Ir为电源的内电压，也叫内压降。对于确定的电源来说，电动势E和内电阻r都是一定的，所以从上式可以看出，路端电压U跟电路中的电流I有关系。电流I增大时，内压降Ir增大，路端电压U就减小；反之，电流I减小时，路端电压U就增大。
在电源放电的情况下（即我们通常情况下的通路状态），此时外电路中没有反电动势时，路端电压U=IR（R是外电路的总电阻）。根据闭合电路的欧姆定律可得I=E／（R+r），即电流I的大小随外电阻R而变化。因此，路端电压U也随外电阻R而变化。R增大时，I减小，U增大；R减小时，I增大，U减小。当外电路断开时，R变为无限大，I变为零，内压降Ir也变为零，这时路端电压等于电源的电动势。
但是我们不能认为路端电压一定小于电动势。在电源被充电时，电源内部的电流是从电源正极流向负极，内压降的方向与电动势的方向相反，电源的电动势是反电动势（与电源电动势方向相反的电动势，属于感应电动势），这时路端电压等于电动势与内压降之和，即U=E+Ir，路端电压大于电动势。
（二）电压与电位之间的联系
（三）电位与电动势之间的联系
对于电源，我们很少研究它的电位，所以电位与电动势之间没有必然的联系。
电动势、电压和电位是我们分析电路时经常会应用到的三个基本物理量，所以掌握三者的相同点、不同点及联系是非常必要的。
参考文献：
［1］张孝三.电工学［M］.北京：中国劳动社会保障出版社，2002.
［2］梁灿彬，秦光戎，梁竹健.电磁学［M］.北京：高等教育出版社，1980.
［3］秦曾煌.电工学［M］.北京：高等教育出版社，1999.
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