电压是指电荷单位正电荷间的电势差。单位是伏特(V),正负电极之间的电势差称为电压差。在直流电路中,电压恒定不变。在交流电路中,电压发生周期性变化。电压与电流、电阻一样,属于电学基础,是电路中应用最为广泛的物理量之一。
电压可以简单理解为电路中电子的运动,电子的能量和压力会形成电势差,所以电压也叫电势差。
电压的单位是伏特,用V表示。在电路图中,电压常常用符号“E”或“U”来表示。电荷的移动方向为从负电极到正电极,故电压的通常表示为“正电极电势-负电极电势”或“正电极电势差”。比如一个电池组内电子从负端流向正端,那么正端的电势会比负端高出一些电势差,我们就用“E”或“U”来表示。
在直流电路中,电池代表理想电源,它可以提供一个固定的电压。在交流电路中,电压是周期性变化的,一般用正弦波来表示。
电压可以通过电压表或万用表来测量。这些仪器可以直接测量电路上两个点之间的电势差,而无需打开电路。电压表采用螺旋弹簧作为传感元件,当电压通过螺旋弹簧时,弹簧扭曲,股票针随即转动,指向电压刻度值。在交流电路中,为了能够测量电压效果,一般需要使用交流电压表或万用表。
除了电压表和万用表,也可以使用示波器来测量电压。示波器可以显示电信号的波形,通过分析波形可以得到电压、电流等的相关参数。
电压在电路中有广泛的应用。例如,电子设备需要一个特定的电压来供电。当电压低于所需值时,设备可能无法正常工作,当电压高于所需值时,设备可能会损坏。因此,稳定电压的供应是电子设备工作的关键。在汽车电路中,电压调节器用于稳定电池和发电机的输出电压。
此外,电压还可以被用来充电或者放电电池。当电压高于电池的电压时,电池可以充电。当电压低于电池电压时,电池可以放电。在太阳能电池板系统中,充电控制器可用于优化电池充电以最大化电池寿命。