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电压

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(μV)、千伏(kV)等。此概念与水位高低所造成的"水压"相似。需要指出的是,"电压"一词一般只用于电路当中,"电势差"和"电位差"则普遍应用于一切电现象当中。

两点间电场强度的线积分。电压代表电场力对单位正电荷由场中一点移动到另一点所做的功。在国际单位制中其主单位为伏[特](V)。电压的定义式为Uab=∫(b,a)Edl。式中Uab代表a点与b点之间的电压,E 为电场强度,dl为积分路径上的线元。如果上式为正值,则Uab为自a到b的电压降落(简称压降);若上式为负值,则Uab为电压升高(简称压升)。在一静电场中,每一点对指定的参考点有一定的电位,两点之间的电压就是它们的电位差。即Uab=φa-φb。式中φa、φb分别为a点和b点的电位。两点间的电压或电位差与电位参考点的选择无关。

在时变电磁场中,电场不仅有库仑定律所描述的库仑电场,还有由电磁感应所产生的感应电场。感应电场的路积分值因路径而异,即两点间沿不同路径可以有不同电压。电工设备中一种绝缘结构通常只能承受小于某规定数值的电压,否则将导致绝缘击穿而损坏。在导体中的电流密度随着电场强度的增加而变大。若电压过高将使温度急剧升高亦可能造成损坏。反之,电压不足又使设备不能正常运行甚至造成事故。

在静电场或直流电路中,任意两点的电压方向不随时间变化,其方向值恒定。在交流电路中,任意两点的电压随时间变化,电压有瞬时值、峰值、平均值、有效值的区分。对于随时间按正弦或余弦函数变化的交流电压,所谓有效值等于其最大值被2的平方根去除。例如,照明用电为220伏,是指电压的有效值为220伏。

 
 

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