淺談電位及電壓知識在電路中的應用

遼寧大連瓦房店市機械制造中等職業技術學校 遼寧 大連 116300

引言

電位及電壓知識是電路教學中的重點和難點，對分析和計算電路有著重要的應用，其適用于直流電路、交流電路及含電子元件的非線性電路，并且也是實際檢修電路時所使用的重要理論。

一、電壓與電位關系

二、等電位點在電路化簡中的應用

當電路中存在多個電阻，連接情況比較復雜時，往往需要簡化電路，要簡化電路，就要分析電路結構，求解兩點間的等效電阻。等電位的應用在電路化簡中起到舉足輕重的作用。如圖2，如何將電路化簡成規范形狀，我們可以采用等電位化簡的辦法，無論導線如何連接，只要中間沒有經過電源，用電器等，導線的兩個端點均可看成同一個點，即等電位點，如，A，B，C為等電位點，可記為A。D，E，F為等電位點，可記為D，由A到D分別有L1，L2，L3燈并聯，則等效電阻可求。

再如圖3，bd為等電位點，a到c點有R1，c到d點有R2與R5串聯作為一條支路，R6與R7串聯作為另一條支路，而bd是等電位點，所以，c到b的支路也相當于c到d的支路，所以，c到d點一共有三條支路，而a到d的支路也相當于a到b，明白了這些關系，電路化簡就會輕松自如一些。

三、電壓在電路計算中的應用

我們知道，對于簡單電路，計算其中的電流，電壓等物理量只需要應用歐姆定律即可，但是對于一些較為復雜的電路，可借助于基爾霍夫定律進行求解。掌握電壓的知識，對于應用KVL非常關鍵。KVL是用來確定回路中各段電壓關系的，我們知道其內容是：任意時刻，沿任一回路繞行(順時針或者逆時針)一周，各元件上電壓的代數和恒為零。規定沿繞行方向電位升高，則元件電壓前取“+”號，點位降低，則取“-”號。如圖4，求解圖中ab兩點間電壓(電源內阻忽略不計)，有的同學容易想到歐姆定律，把ab間看做有一個電阻，9V電源給電路供電，5Ω電阻分擔5V電壓，則ab間電壓為Uab=E-IR=9-1×5=4V，這樣做就是沒理解電路的內涵，電流不是從9V電源正極流出的，此時不能應用歐姆定律進行求解。可以看出a端電勢高，b端電勢低，由a到b有個電源電壓9V，5Ω電阻分擔電壓降5V，所以ab間電壓是9+5=14V。當然，也可以應用KVL求解，選取逆時針為回路繞行方向，電壓升高為正，則E-Uab+IR=0，Uab=E+IR=14V。

四、電壓在電路故障排除中的作用

如圖5，閉合開關后，發現小燈泡不發光，此時需要對電路進行故障排除，可用電壓表進行檢測，黑表筆放在a端不動，紅表筆分別放在bcd端，測量da，ca，ba間電壓，如果da間電壓值為電源電壓，說明電源處連接正常，無示數，則電源處斷路。ca間接近電源電壓，則燈泡短路，ca間無示數，則燈泡處斷路。ba間無示數，則開關正常，或者電阻R斷路或燈泡斷路接近電源電壓，則開關處斷路。

應用電路連接關系，通斷關系，及電壓相關知識即可排除故障，從而進行檢修。再比如，在動力電路中，如果存在電路故障，通電后合上開關，按下按鈕后，電動機不能起動，排除主電路故障后，可以用萬用表，結合所學電壓知識對控制電路進行檢查。比如，應用電壓分階測量法。將萬用表轉換開關置于交流500V量程，接通控制電路電源(注意先切斷主電路)，將黑表筆固定在電源的一端(線圈出線端)，紅表筆分別放在不同的接線柱處，按住起動按鈕，從大范圍到小范圍逐級檢查電路電壓，若電路正常則應為380V，若測得哪兩點間無電壓，則與電壓表串聯的部分存在斷路。

以上就是對于電位、電壓知識在電路中應用的淺見，深知還有許多不足之處，懇請各位專家、同仁批評指正!