电压降与电势差的区别
在分析电路时,我们会遇到“电压降”和“电势差”这两个电量,乍一看它们似乎一样,因为两者都以伏特为单位测量。在本文中,我们将重点介绍电压降与电势差在许多方面的区别。
在讨论电压降和电势差的区别之前,让我们先了解一些基础知识,以便更容易理解它们之间的区别。
什么是电压降?
当电流流过电路时,如果沿电流路径上的电荷载流子的电势下降或减少,则称为电压降或电势降。
电压降与电势差的区别电阻器是主要的电路元件,当电流流过它时会引起电压降。如果R是电阻器的电阻,I是流过它的电流,则电阻器上的电压降由下式给出:
$$V\:=\:IR$$
电压降以伏特为单位测量。电压降是电路元件电阻的函数,因此不同元件上的电压不同。任何电路元件或电阻器的电压降都可以用电压表测量。
什么是电势差?
在电路中,两点之间的电势差称为电势差 (P.D.)。电势差也称为电压。电势差的SI单位是伏特。
简单来说,电势差可以定义为电路中较高电势和较低电势的算术差。基本上,电势差是在电路中将单位电荷从一点移动到另一点所需的能量。电路中两点之间的电势差可以通过使用电动势源(如电池等)来建立。就像电压降一样,我们可以使用电压表来测量电路中的电势差。
数学上,如果需要W焦耳的能量(或所做的功)来将Q库仑的电荷从电路中的一点移动到另一点,则这两点之间的电势差由下式给出:
$$V\:=\:\frac{W}{Q}$$
电势差是任何电路中的参数,它完全负责电路中电流的流动。因此,如果没有电势差,则没有电流流动。
电压降与电势差的区别
这两个量“电压降”和“电势差”都用相同的符号“V”表示,并以相同的单位伏特测量。但是,电压降和电势差之间存在一些区别,如下表所示。
区别依据 | 电压降 | 电势差 |
---|---|---|
定义 | 电路中沿电流路径上电荷载流子的电势下降称为电压降。 | 电路中两点之间的电势差称为电势差。它也称为电压。 |
相关的电路元件 | 电压降是由于阻碍电流流动的电路元件(如电阻器、电感器、电容器等)引起的。 | 电势差是由于电动势源(如电池等)引起的。 |
发生的部分 | 电压降发生在特定的电路元件上。 | 电势差发生在电路中的任意两点之间。 |
存在的主要原因 | 电压降的主要原因是电流流过电路元件。 | 电势差的主要原因是电动势 (EMF)。 |
公式 | 电压降由下式给出: $$V\:=\:IR$$其中,I是电流,R是电流流动的路径电阻。 |
电势差由下式给出:$$V\:=\:\frac{W}{Q}$$ 其中,W是移动电荷所需的能量或功,Q是电荷。 |
物理意义 | 电压降是由于电阻引起的电荷载流子能量的减少。 | 电势差是电荷载流子从一点移动到另一点所消耗的能量。 |
对电流的依赖性 | 只有当电流流过元件时才会发生电压降。 | 即使电路中没有电流流动,也可能存在电势差。 |
被认为是 | 电压降被认为是由于电路的电阻或阻抗造成的损耗。 | 电势差被认为是电路中两点不同电势能的差。 |
结论
总而言之,电压降是沿电流路径上电荷载流子势能的减少,而电势差是电荷载流子在电路中从一点移动到另一点所需的能量。 “电压降”和“电势差”都用相同的符号“V”表示,并以相同的单位伏特测量。