電源電動勢與電壓的關(guān)系

1、電源電動勢與電壓的關(guān)系一、電動勢是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)換成電能的本領(lǐng)的物理量。電動勢使電源兩端產(chǎn)生電壓。在電路中，電動勢常用E表示。單位是伏（V ）。在電源內(nèi)部，非靜電力把正電荷從負極板移到正極板時要對電荷做功，這個做功的物理過程是產(chǎn)生電源電動勢的本質(zhì)。 非靜 電力所做的功，反映了其他形式的能量有多少變成了電能。 因此 在電源內(nèi)部，非靜電力做功的過程是能量相互轉(zhuǎn)化的過程。電動勢的大小 等于非靜電力把單位正電荷從電源的負極，經(jīng) 過電源內(nèi)部移到電源正極所作的功。如設(shè)W為電源中非靜電力（電源力）把正電荷量q從負極經(jīng)過電源內(nèi)部移送到電源正極所 作的功跟被移送的電荷量的比值，則電動勢大小為： = 只

2、。女口：電動勢為6伏說明電源把1庫正電荷從負極經(jīng)內(nèi)電路移 動到正極時非靜電力做功 6焦。有6焦的其他其形式能轉(zhuǎn)換為電 能。電動勢的方向 規(guī)定為從電源的負極經(jīng)過電源內(nèi)部指向電源的 正極，即與電源兩端電壓的方向相反。二、電壓（voltage），也稱作電勢差或電位差，是衡量單 位電荷在靜電場中由于電勢不同所產(chǎn)生的能量差的物理量。其大小等于單位正電荷因受電場力作用從 A點移動到B點所做的功，電 壓的方向規(guī)定為從高電位指向低電位的方向。電壓的國際單 位制為伏特（V，簡稱伏），常用的單位還有毫伏（mV）、微 伏（卩V、千伏（kV、等。此概念與水位高低所造成的“水 壓”相似。需要指出的是，“電壓”一詞一般只

3、用于電路當 中，“電勢差”和“電位差”則普遍應(yīng)用于一切電現(xiàn)象當 中。電壓是電路中自由電荷定向移動形成電流的原因。電勢差（電壓差、的定義：電荷q在電場中從A點移動到B點，電場力所做的功 Wab與電荷量q的比值，叫做AB兩點間的電勢差（AB兩點 間的電勢之差，也稱為電位差、，用Uab表示，則有公式：其中，Wab為電場力所做的功，q為電荷量。同時也可以利用電勢這樣定義如果電壓的大小及方向都不隨時間變化，則稱之為穩(wěn)恒 電壓或恒定電壓，簡稱為直流電壓，用大寫字母U表示。如果電壓的大小及方向隨時間變化，則稱為變動電壓。對電路 分析來說，一種最為重要的變動電壓是正弦交流電壓（簡稱交流電壓），其大小及方向均隨

4、時間按正弦規(guī)律作周期性變化。交流電壓的瞬時值要用小寫字母u或u(t)表示。在電路中提供電壓的裝置是電源。單位：電壓在國際單位制中的主單位是伏特(V)，簡稱伏，用符號V表示。1伏特等于對每1庫侖的電荷做了 1焦耳的 功，即1 V = 1 J/C。強電壓常用千伏(kV)為單位，弱小電壓 的單位可以用毫伏(mV)微伏(卩v)。它們之間的換算關(guān)系是：1kV=1000V1V=1000mV1mV=1000 p,v三、兩者區(qū)別電動勢和電壓雖然具有相同的單位，但它們是本質(zhì)不同 的兩個物理量。(1) 它們描述的對象不同：電動勢是電源具有的，是描 述電源將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量，電壓是 反映電場力做

5、功本領(lǐng)的物理量。(2) 物理意義不同：電動勢在數(shù)值上等于將單位電量正 電荷從電源負極移到正極的過程中，其他形式的能量轉(zhuǎn)化成 的電能的多少；而電壓在數(shù)值上等于移動單位電量正電荷時 電場力作的功，就是將電能轉(zhuǎn)化成的其他形式能量的多少。 它們都反映了能量的轉(zhuǎn)化，但轉(zhuǎn)化的過程是不一樣的。(3) 二者做功的力不同：電壓是電場中兩點間的電勢差值，電場力在電場中移動單位正電荷所做的功就是電勢差，即電壓,W=UQ是電場力做的功，可見電壓U是與電場力做功相 聯(lián)系的.電動勢是反映電源非靜電力做功這種特性的，它的數(shù)值大小等于電源非靜電力從電源負極向正極移送單位正電 荷所做的功.在化學電源中非靜電力是與離子的溶解和沉

6、淀 過程相聯(lián)系的化學作用；在溫差電源中非靜電力是與溫差和 電子濃度相聯(lián)的擴散作用；在普通發(fā)電機中非靜電力的作用 是電磁作用.電動勢羅二即q中的平就是諸如以上這些非靜 電力所做的功，所以電動勢g是與非靜電力做功相聯(lián)系的。(4) 能量的轉(zhuǎn)化過程不同：電壓是電勢能變化的量度，是將電場能轉(zhuǎn)化為電荷機械能的過程 .由于電勢在數(shù)值上等 于單位正電荷在電場中具有的電勢能 ，電場中存在電壓，正電 荷可以在電場力作用下通過做功由高電勢移向低電勢處，電勢能減小.電壓越高電勢能減小越大，那電勢能轉(zhuǎn)化為電荷運 動機械能的值越大與物體在重力場中自由下落重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的情況相類似而電動勢卻是非靜電力反抗電場力 做功，

7、轉(zhuǎn)化其他形式能量本領(lǐng)的量度在閉合電路中某種非靜 電力作用在被移動的電荷上，增加了電荷的電勢能，在此其他 形式的能如化學能、太陽能、熱能、機械能等轉(zhuǎn)化為電能.不同的電源這種由非靜電力做功轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)不同，所 以電動勢也不同如化學電源的電動勢決定于溶液跟極板的 性質(zhì),發(fā)電機的電動勢決定于電樞、磁場和它們的相對運動。（5） 在電路中的因果關(guān)系不同：如果電路中沒有電源， 即使有電壓，電流形成也很短暫，最后電壓也不會維持。沒有電 源（電動勢），電流就如無源之水，電壓也不會穩(wěn)定因此電路中 各部分電壓的產(chǎn)生和維持都是以電動勢的存在為先決條件的就拿兩個孤立帶電導體來看，也必須要先有非靜電性質(zhì)的 作用來遷移電荷，即必須先有電動勢，才談得上導體上有穩(wěn)定 持續(xù)的電勢差（電壓）。（6）在給定電路中變與不變不同：對于一個給定的電源一經(jīng)制好，電動勢就固定不變，與外電路是否接通無關(guān)，也與外 電路的組成情況無關(guān)而電路中的電壓卻要因外電路電阻的 改變而改變，如