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1.5 电路中电位和电压的计算
在电路中任选一个参考点,电路中某一点到参考点的电压就称为该点的电位。电位的符号用V表示。图1-52(a)所示的电路中A点和参考点O间的电压UAO称为A点的电位,记作VA,电位的单位也是伏[特](V)。
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图1-52 电位示意图
电压和电位都是表征电路能量特征的物理量,两者既有联系也有区别。电压是指电路中两点之间的电位差。因此,电压是绝对的,它的大小与参考点的选择无关。电位是相对的,它的大小与参考点的选择有关。
(1)参考点的选择是任意的,电路中各点的电位都是相对于参考点而言的。
(2)通常规定参考点的电位为零,因此参考点又叫作零电位点。比参考点高的电位为正,比参考点低的电位为负,如图1-52(b)所示。
(3)在一般的电子线路中,通常将电源的一个极作为参考点;在工程技术中则选择电路的接地点为参考点。
由电位的定义可知,电位实际就是电压,只不过电压是指任意两点之间,而电位则是指某一点和参考点之间的电压。电路中任意两点之间的电压即为此两点之间的电位差,如a、b之间的电压可记为
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根据Va和Vb的大小,上式可以有以下3种不同情况。
(1)当Uab>0时,说明a点的电位Va高于b点电位Vb。
(2)当Uab<0时,说明a点的电位Va低于b点电位Vb。
(3)当Uab=0时,说明a点的电位Va等于b点电位Vb。
【例1-11】 在图1-53所示电路中,已知Uac=30V,Uab=20V,试分别以a点和c点作参考点,求b点的电位和b、c两点间的电压。
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图1-53 例1-11图
解:
(1)以a点作为参考点,则Va=0
已知Uab=20V,又Uab=Va−Vb,故b点电位为
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因为Uac=30V,又Uac=Va−Vc,故c点电位为
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则b、c点间电压为
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(2)以c点作为参考点,则Vc=0
因为Uac=30V,又Uac=Va−Vc,故a点电位为
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已知Uab=20V,又Uab=Va−Vb,故b点电位为
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则b、c点间电压为
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选择不同的参考点,则同一点的电位是不一样的,但是任何两点间的电压则不随参考点的不同而变化。
练习题
(1)电位和电压有什么不同?
(2)已知Uac = 30 V,Uab = 20 V,Ubd = 20 V,判断图1-54中以c点作为参照点时各点的电位。
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图1-54 练习题图