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什么是电势差和电压(电压与电势差有什么区别呢)

时间:2023-07-15 作者: 小编 阅读量: 1 栏目名: 农业百科

电压与电势差有什么区别呢一提起电压,大家肯定不会陌生,毕竟,在我国,每家每户的家用电压都是220伏,人体所能承受的电压极限也就是36伏,但要提到电势差,可能大家还不知道这个物理量是什么其实,电势差的国际单位也是伏特,但它跟电。

一提起电压,大家肯定不会陌生,毕竟,在我国,每家每户的家用电压都是220伏,人体所能承受的电压极限也就是36伏,但要提到电势差,可能大家还不知道这个物理量是什么。其实,电势差的国际单位也是伏特,但它跟电压还是有区别的,这就要从电场的本质上说起了。

在物理学中,电场是具有力和能量的特殊物质,电场所具有的力的性质,可以根据库伦定律来加以说明,即真空中两个静止的点电荷之间的静电场力F=KQq/r²,这是电场中最简单的力的性质了。而本文章的重点却是电势差,它反应了电场能量的本质。

在物理学中,人们规定一个电荷在电场中运动时,电场力对电荷所做的功与电荷量的比值就称为电势差,其符号为U。这是电势差的定义式,其表达式为U=W/Q,单位是伏特(v),从这个式子中不难看出,1伏特的电势差等于单位正电荷在电场中,电场力对电荷所做了1焦耳的功。

现在,我们将功W=F×S带入到U=W/Q中就可以得到U=F×S/Q,而电场力F与Q的比值则为场强,也就是说,场强的决定式E=U/S,其中U为电场中两点的电势差,而S为电场中两点之间的距离,准确的说,S为电荷从A移动到B点的位移在电场方向中投影量。故而,在国际单位中,电场强度的单位是伏特/米,而不是牛/库伦。

电势差反应的是电场能量的属性,它跟电场中电荷的电荷量无关,同时也跟电荷在电场中移动的路径无关,电势差的大小只由电场中两点的位置决定,这就向宏观物体的高度差一样,跟物体的重量无关,只跟物体的高度落差有关。有了电势差的概念后,就有电势这个物理量了。

电势的单位也为伏特,它的大小等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功。也就是说,在描述电势时,就要在电场中选取零电势点,这个原理跟宏观世界里物体的高度是一样的,只是我们在描述物体的高度时,通常以大地作为高度的参考点。而在描述电势时,通常也将大地作为零电势点。

在电场中,两点之间的电势差即为两点的电势之差,而在电场中,电场线分布越密集的地方,该处的电势也就越大,电场线分布越分散的地方,该处的电势也就越小。在电场的同一平面内其电势处处相等。例如:带正电的点电荷的电场线是呈发散状的,那么在以点电荷为球心,作出N个球面后,每个球面上的电势的大小是一样大的。

既然电势差的单位与电压的单位相同,那么它们有什么区别呢?在电路中,电势差是没有正负之分的,因此两点之间的电势差就是电压。所以,电势差适用于一切电场中,而电压只适用点路中,因此,电势差的适用范围包含了电压的适用范围。

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