电动势与路端电压的区别详解

作者:老电工2020年11月11日 09:34

电动势与路端电压的区别,电动势与路端电压的异同,电动势与电势差(电压)是二个不同的概念,电源的路端电压是指电源加在外电路两端的电压,是静电力把单位正电荷从正极经外电路移到负极所做的功。

电动势与路端电压的区别

电动势与电势差(电压)是容易混淆的两个概念。

电动势是表示非静电力把单位正电荷从负极经电源内部移到正极所做的功;而电势差则表示静电力把单位正电荷从电场中的某一点移到另一点所做的功。它们是完全不同的两个概念。

电源的路端电压是指电源加在外电路两端的电压,是静电力把单位正电荷从正极经外电路移到负极所做的功。

电源的电动势对一个固定电源来说是不变的,而电源的路端电压却是随外电路的负载而变化的。它的变化规律服从含源电路的欧姆定律,其数学表达式为:U=E-Ir。

式中U为路端电压,Ir为电源的内电压,也叫内压降。

对于确定的电源来说,电动势E和内电阻r都是一定的,从上式可以看出,路端电压U跟电路中的电流有关系。

电流I增大时,内压降Ir增大,路端电压U就减小;反之,电流I减小时,路端电压U就增大。

在电源放电的情况下,当外电路中没有反电动势时,路端电压U=IR(R是外电路的总电阻)。

根据含源电路的欧姆定律可得I=E/(R+r),即电流I的大小随外电阻R而变化。

因此,路端电压U也随外电阻R而变化。R增大时,根据I=E/(R+r),I减小,根据U=E-Ir,U增大;同理R减小时,I增大,U减小。当外电路断开时,R变为无限大,I变为零,内压降Ir也变为零,这时路端电压等于电源的电动势。

但是,不能认为路端电压一定小于电动势。在电源被充电时,电源内部的电流是从电源正极流向负极,内压降的方向与电动势的方向相反,电源的电动势是反电动势,这时路端电压等于电动势与内压降之和,即U=E+Ir,路端电压大于电动势。

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