1.2.2　電壓

電壓是用來表征電場力移動電荷時做功能力的物理量。電場力將單位正電荷由a移動到b所做的功，稱為a和b兩點之間的電壓，用u表示，數學表達式為

電壓的國際單位制單位為伏特（V）。較大的電壓可以使用kV、MV等作為單位；較小的電壓可以使用mV、μV等作為單位。

在電路中選定一點作為參考點，即零電位點（或接地點），那么，電路中任意一點p到該參考點的電壓稱為p點的電位。電路中各點電位的大小與參考點的選擇有關，參考點不同，則電位值不同。電路中a和b兩點之間的電壓uab等于兩點的電位之差，即

顯然，該電壓值與參考點的選擇無關。所以，電位是相對量，而電壓是絕對量。

電動勢與電壓既有區別又有聯系，a和b兩點之間的電動勢是指電路中的非電場力將單位正電荷由a移動到b所做的功，用e表示，通常用來描述電源。電路中有時電源和負載的判定并不直觀，甚至隨工況不同，二者還會發生轉換，因此在電路分析中一般只研究元件的電壓。

如果正電荷由a移動到b時電場力所做的功為正，說明a點電位比b點電位高，由a到b為電壓降的方向；如果正電荷由a移動到b時電場力所做的功為負，說明a點電位比b點電位低，由a到b為電壓升的方向。一般把電壓降的方向規定為電壓的正方向。在對復雜電路進行分析前，很難預知電位的高低，因此，分析電壓前也需要指定其參考方向。

圖1-4表示某個電路的一部分，其中矩形框表示一個二端網絡。此二端網絡的電壓為u，其實際方向有可能是由a到b，也有可能是由b到a。圖中的“+”“?”表示指定的電壓參考方向，在此方向下，當計算出的數值大于零時，表明參考方向與實際方向相同；當計算出的數值小于零時，表明參考方向與實際方向相反。電壓的參考方向一般用正、負極性表示，也可以用雙下標表示，例如，uab表示a點為假定的高電位點，b點為假定的低電位點，參考方向為由a到b。

與電流類似，大小和方向都不隨時間變化的電壓稱為恒定電壓或直流電壓，一般用U表示，否則稱為時變電壓，用u或u(t)表示。大小和方向隨時間按周期規律變化且一個周期內平均值為零的時變電壓，稱為交流電壓。

由于電壓和電流的參考方向是任意假定的，因此同時在端口標注電壓和電流的參考方向時，會出現圖1-5所示的4種情況。觀察發現，圖1-5（a）和圖1-5（b）中，電流箭頭由電壓的“+”指向“?”，稱為關聯參考方向；圖1-5（c）和圖1-5（d）中，電流箭頭由電壓的“?”指向“+”，稱為非關聯參考方向。