两电源并联,电压为何还是电源电压?

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杨静姿|责任编辑|2020-10-29 20:41:00

两电源并联,电压为何还是电源电压?

既然你提出这个问题,说明对电压、电位、电动势概念理解不够深入。今天我再跟大家聊聊电位、电压、电动势,希望能解答你的困惑。

它们的定义

电位:表示电路中某一点电势能的高低。

电压:表示某两点之间的电位之差。

电动势:电源把正电从低电位的地方提高到高电位的能力。

听起来很懵逼对不,那很正常,不然这个文章也就没有意义了。

如何理解电位、电压、电动势?

电位我们可以形象的理解成水位。要衡量某个地方电位的高低,那首先就需要一个参考点,把这个参考点也叫作零电位点,那么它的电位位0V。

电压我们可以理解成水压,水压是水的落差大小。我们要注意的是不管以哪一点为参考,电压始终是不变的。

例1

上面是一个水池,各尺寸如图所标示。

如果以C点位参考点,那么C点的水位就是0米、B点水位就是20米、A点水位就是50米,那么AB之间的水位差位为50-20=30米,BC之间的水位差为20-0=20米。

如果以B点位参考点,那么B点的水位就是0米、C点水位就是-20米、A点水位就是30米,那么AB之间的水位差位为30-0=30米,BC之间的水位差为0-20=-20米。

例2:

把这个原理放在电路中也是一样,我们再来看个例子:

当开关闭合时,如果以a点位参考点,那么a点、b点的电位为0V(因为同一条导线电位相等),c点、d点、e点电位都为-1.5V。此时bc之间的电压为0-(-1.5)=1.5V。

当开关闭合时,如果以c点位参考点,那么c点、d点、e点的电位为0V(因为同一条导线电位相等),a点、b点电位都为1.5V。此时bc之间的电压为1.5-0=1.5V。

电动势我们可以理解成一个水泵,就是把低处的水抽到高处。

例3:

我们再看上面那个电路图。当开关闭合时,由于电源正极电位最高,负极最低。所以电流会从正极出发,通过电阻、开关,然后回到负极。此时,由于电源电动势的作用,电流会从负极再回到正极。就好比水从高处落下,然后又一个水泵把水抽到高处。

当电池没电了,那么电动势就会变小,就好像一个水泵没办法再把水抽到高处,自然电流回路就不能再形成一个循环。所以,我们可以通过测电池两端的电动势(电压)来判断一个电池是否有电。

案例分析

例1

假设有一个1.5V的电池和一个3V的电池,它们串联在一起。然后把电阻R接在电池两端,那么电源输出总电压为多少?

首先在电路中随便取一点作为参考点。假设以b点作为参考点,那么b点和a点的电位为0V。由于电池E1电动势的作用,它把a点的电位提高了1.5V,那么e点的电位为1.5V。同样,由于电池E2电动势的作用,它把e点的电位在原来的基础上又提高了3V,那么d点的电位为1.5+3=4.5V。此时电阻R的电压为bc之间的电位差,即4.5-0=4.5V。

例2

假设有两个1.5V的电池,它们并联在一起。然后把电阻R接在电池两端,那么电源输出总电压为多少?

我们先在电路中取一点作为参考点。假设以b点位参考点,那么abe点的电位都位0V。a点的电位通过电池E1电动势的作用,被提高了1.5V,那么e点的电位为1.5V。同样,e点的电位通过电池E2电动势的作用,被提高了1.5V,那么d点的电位为1.5V。所以c点的电位一样为1.5V,那么R两端电位差为1.5-0=1.5V。

话题延申

如果把电池E2替换成3V的电池,那么d点的电位为3V。e点受d点的影响,电位也为3V,所以电源输出电压为3V。

如果很多个电池正负相接,串联,那么输出电压是叠加的;如果很多个电池正极和正极相连,负极和负极相连,那么输出电压是以电压高的为准。

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