电源电动势与电压的关系

1、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：W如

2、：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（voyage ）,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（以V）、千伏（kV）等.此概念与水位高低所造 成的“水压”相似。需要指由的是，“电压” 一词一般只用 于电

3、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 Wb 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，Wb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= 甲 J3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

4、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。11伏特等于对每1库仑的电荷做了 1焦耳的功，即1 V = 1 J/C o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(以v)。它们之间的换算关系是：1kV=1000V1V=1000mV1mV=1000以 v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

5、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=UO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

6、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

7、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 )O(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