1.1.3　电位、电压和电动势

1. 从水流说起

电位、电压和电动势对于初学者较难理解，下面通过图1-4所示的水流示意图来说明其含义。

图1-4　水流示意图

水泵将河中的水抽到山顶的A处，水到达A处后再流到B处，水到B处后流往C处（河中），同时水泵又将河中的水抽到A处，这样使得水不断循环流动。水为什么能从A处流到B处，又从B处流到C处呢？这是因为A处水位较B处水位高，B处水位较C处水位高。

要测量A处和B处水位的高度，必须先要找一个基准点（零点），就像测量人身高要选择脚底为基准点一样，这里以河的水面为基准（C处）。A、C处之间的垂直高度为A处水位的高度，用HA表示；B、C处之间的垂直高度为B处水位的高度，用HB表示。A处和B处水位高度不一样，存在水位差，该水位差用HAB表示，它等于A处水位高度HA与B处水位高度HB之差，即HAB=HA-HB。为了让A处源源不断有水往B、C处流，需要水泵将低水位的河水抽到较高的A处，这样做水泵是需要消耗能量（如耗油）的。

2. 电位

电路中的电位、电压和电动势与上述水流情况很相似。如图1-5所示，电源E的正极输出电流，流到A点，再经R1流到B点，然后通过R2流到C点，最后流到电源的负极。

3. 电压

图1-5电路中的A点和B点的电位是不同的，有一定的差，这种电位之间的差称为电位差，又称电压。A点和B点之间的电位差用UAB表示，它等于A点电位UA与B点电位UB的差，即UAB=UA-UB=3V-1V=2V。因为A点和B点电位差实际上就是电阻器R1两端的电位差（电压），R1两端的电压用UR1表示，所以UAB=UR1。

图1-5　电位、电压和电动势说明图

与水流示意图相似，图1-5中的A、B点也有高低之分，只不过不是水位，而称为电位，A点电位比B点电位高。

为了计算电位的高低，也需要找一个基准点作为零点，为了表明某点为零基准点，通常在该点处画一个“⊥”符号，该符号称为接地符号，接地符号处的电位规定为0V。电位的单位不是米，而是伏特（简称伏），用V表示。在图1-5中，以C点为0V（该点标有接地符号），A点的电位为3V，表示为UA=3V；B点电位为1V，表示为UB=1V。

4. 电动势

为了让电路中始终有电流流过，电源需要在内部将流到负极的电流源源不断地“抽”到正极，使电源正极具有较高的电位，这样正极才会输出电流。当然，电源内部将负极的电流“抽”到正极需要消耗能量（如干电池会消耗化学能）。电源消耗能量在两极建立的电位差称为电动势，电动势的单位也为伏特。图1-5所示电路中电源的电动势为3V。

由于电源内部的电流方向由负极流向正极，故电源的电动势方向规定为从电源负极指向正极。