2.2.3 电压

1.电压的概念

电压，英文为Voltage，电路中a、b两点间的电压定义为电场力把单位正电荷由a点移至b点所做的功。

电压的符号：电路中用U表示不随时间变化的电压，或用u表示随时间变化的电压。

电压的单位是伏特（V，简称伏），是国际单位制中的7个基本单位之一。常用的单位还有毫伏（mV）和千伏（kV）等，换算关系为

2.电压的参考方向

在电路计算时，也需要为电压规定参考方向，有以下3种标示方法。

（1）在元件或电路两端标示“+”或“-”符号

“+”号表示电压的正极性，“-”表示电压的负极性，正极指向负极的方向就是电压的参考方向。如图2-35a所示，电压u的参考方向为a指向b的方向。当电压u为正值时，该电压的实际方向与参考方向相同，即a指向b的方向；当电压为负值时，该电压实际方向与参考方向相反，即为b指向a的方向，可见电压的参考方向与电压数值的正负号共同决定了电压的实际方向。未标电压的参考方向时，电压的正负数值毫无意义。

（2）箭标法

电压的参考方向有时也用箭标法表示，如图2-35b所示，该电压的参考方向为c指向d的方向。

（3）双下标法

以图2-35a为例，电压参考方向的双下标的表示方法为U_ab，即认为电压的参考方向为a点指向b点方向，这种方法常用于电路计算的书写表达。

【例2-5】如图2-35a所示电压u的参考方向，若u=20V，分别求U_ab和U_ba，并说明电压u的参考方向和实际方向。

解：U_ab为a点与b点之间电压的双下标表示方法，表示该电压参考方向为a指向b；根据图中标注的电压u，可知其参考方向也为a指向b，因此

U_ba为双下标表示方法，表示该电压参考方向为b指向a，故

u的参考方向与实际方向：电压u的参考方向为a指向b，由于u的代数值大于0，所以实际方向与参考方向一致，也是a指向b。

3.关联和非关联参考方向

在分析电路时，既要为通过元器件的电流假设参考方向，也要为元器件两端的电压假设参考方向，彼此可以是独立无关的任意假定。但为了方便起见，常采用关联参考方向，使电流的参考方向与电压的参考方向一致，即表示电流参考方向的箭头是由参考电压的“+”极指向“-”极，如图2-36a所示。

如果采用关联参考方向，在电路图中只要标出电流的参考方向或者是电压的参考方向的任一种，那么另一种的参考方向就可确定了。

如果电流的参考方向与电压的参考方向不一致，则称为非关联参考方向，如图2-36b所示。

在关联参考方向和非关联参考方向下，电阻两端电压及其电流的关系分别为

关联参考方向：

非关联参考方向：

4.电压的测量

实验和工程中采用万用表测量电压，万用表的量程旋钮拨到电压档（如果测量直流电压，就拨到直流电压档；如果是测量交流电压，就拨到交流电压档），并将万用表并联到被测支路上，此时万用表充当电压表的作用，具体的测量方法参见2.1.2节。所测电压的参考方向由万用表接线方式决定，参考方向为“+”接线柱指向“-”接线柱，其连接示意如图2-37所示。