什么是電壓？電工基礎(chǔ)入門學(xué)習(xí)？

電壓（voltage），也稱作電勢(shì)差或電位差，是衡量單位電荷在靜電場(chǎng)中由于電勢(shì)不同所產(chǎn)生的能量差的物理量。

其大小等于單位正電荷因受電場(chǎng)力作用從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)所做的功，電壓的方向規(guī)定為從高電位指向低電位的方向。

電壓的國際單位制為伏特（V，簡(jiǎn)稱伏），常用的單位還有毫伏（mV）、微伏（μV）、千伏（kV）等。此概念與水位高低所造成的“水壓”相似。需要指出的是，“電壓”一詞一般只用于電路當(dāng)中，“電勢(shì)差”和“電位差”則普遍應(yīng)用于一切電現(xiàn)象當(dāng)中。

任何用電器、電件在通過電流時(shí)，在其兩端均存在電壓。

電壓是電路中形成電流的原因，是驅(qū)動(dòng)電路中的電荷發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)的原因，而電源的作用是為用電器兩端提供電壓。

通俗理解：

一：引出問題

　　電荷定向移動(dòng)形成電流，那么電荷為什么能定向移動(dòng)呢？肯定有一個(gè)類似“推力”東西在起作用。（這樣提問，讓學(xué)生能理解電壓是形成電流的原因，電壓是原因，電流是結(jié)果）

二：用水壓類比

　　在黑板上畫出兩個(gè)水位不同的水槽A、B，A水位高，B水位低。從A槽畫出一水管經(jīng)過閥門和水輪機(jī)，回到B槽。

　　當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，水管中有水，但不流動(dòng)，因此沒有水流；當(dāng)閥門打開時(shí)，在水壓的作用下，水管中的水發(fā)生定向移動(dòng)形了水流，從B槽流向B槽，推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　重點(diǎn)解釋水壓是怎么形成的：由于AB有水位差⊿h，則水對(duì)B槽管口壓力比水對(duì)B槽管口壓力大，兩者之間產(chǎn)生壓力差，即⊿P=ρg⊿h，這個(gè)壓力差就是水壓。所以，我們可以得出下面一個(gè)關(guān)系圖：

　　水位差→水壓→水發(fā)生定向移動(dòng)→水流

　　提出一個(gè)問題：過一會(huì)兒水會(huì)流完的，到AB兩邊水位相平時(shí)，即水位差消失時(shí)，水壓沒有了，于水流就停止了。那么，我們?nèi)绾巫屗�流持續(xù)呢？（大家思考并回答）

　　我們可以在AB兩個(gè)槽之間裝一個(gè)抽水機(jī)，通過它不斷地將B槽中的水抽到A槽，使A槽中的水始終比B槽中水位高，于是水壓始終存在，水流就可以持續(xù)了。因此，抽水機(jī)是提供水壓的將裝置。于是，我們又可以完善下面的關(guān)系圖：

　　抽水機(jī)→水位差→水壓→水發(fā)生定向移動(dòng)→水流

　　我們可以得出兩個(gè)結(jié)論：

　　1．水壓是形成水流的原因；

　　2．抽水機(jī)是提供水壓的裝置。

三：再用類比解釋電壓的作用和形成

　　通過上面水壓的講解，對(duì)電壓的理解應(yīng)該水到渠成。

　　在黑板上畫一個(gè)類似水管的電路，其中A端聚集正電荷，B端聚負(fù)電荷。電路從A端經(jīng)過開關(guān)和電燈，回到B端。（AB兩端暫時(shí)不畫上電源）

　　當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電路中有電荷，但沒有定向移動(dòng)，即沒有電流。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，在電壓作用下，推動(dòng)電路中的電荷定向移動(dòng)形成了電流，電燈亮。

　　重點(diǎn)解解釋電壓是怎么形成的：由于A端聚正電荷，A端電位就高（圖中可以把正電荷的符號(hào)畫在A的上方），B端聚集負(fù)電荷，B端電位就低（把負(fù)電荷的符號(hào)畫在B端的下方，學(xué)生通過水位類比，能夠接受“電位”）。于是，AB兩端就存在電位差，對(duì)A端的“壓力”大于對(duì)B端的“壓力”，出現(xiàn)“壓力差”，這個(gè)“壓力差”，就叫做電壓。進(jìn)一步補(bǔ)充說明：我們還可以通過電荷間的相互吸引，也可近似地解釋電壓的產(chǎn)生。我們可以得到下面的關(guān)系圖：

　　電位差→電壓→電荷發(fā)生定向移動(dòng)→電流

　　提出一個(gè)問題：過一會(huì)兒電流會(huì)停止，因?yàn)锳B兩端正負(fù)電荷中和，電位相平，電壓消失。要讓電流持續(xù)在，就必須讓電壓持續(xù)存在。怎樣讓電壓持續(xù)存在呢？（學(xué)員思考并回答）

　　我們可以在AB兩端裝上電源（抽水機(jī)），電源可以在A端不斷聚集正電荷，在B端聚集負(fù)電荷，就像抽水機(jī)一樣，于是電壓就可以持續(xù)存在了。因此，電源是提供電壓的裝置。

　　再提出一個(gè)問題：電源為什么能夠提供電壓？以干電池為例解釋。

　　我們可以在黑板上畫出干電池的結(jié)構(gòu)示意圖（圖：體現(xiàn)有金屬帽的碳棒、鋅筒、化學(xué)藥品）。金屬鋅與化學(xué)藥品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成新物質(zhì)，在反應(yīng)過程中，將正電荷聚集在碳棒上，就是電源的正極；將負(fù)電荷聚集在鋅筒上，整個(gè)鋅筒就是負(fù)極，從而使電源兩極存在電壓。同理，發(fā)電機(jī)也是一樣，只發(fā)電機(jī)把正負(fù)電荷分開是靠機(jī)械作用實(shí)現(xiàn)的。可以叫學(xué)生記錄下面一段話：

　　電源內(nèi)部通過某種作用，將正電荷聚集在正極上，負(fù)電荷聚集在負(fù)極上，使兩極之間產(chǎn)生電壓�；瘜W(xué)電池是通過化學(xué)作用將正負(fù)電荷分開的，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；摩擦起電和發(fā)電機(jī)是通過機(jī)械作用，將正負(fù)電荷分開的，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。

我們可得出下面一個(gè)關(guān)系圖：

　　電源→電位差→電壓→電荷發(fā)生定向移動(dòng)→電流

　　我們可總結(jié)出下面兩個(gè)結(jié)論：

　　1．電壓是形成電流的原因；

　　2．電源是提供電壓的裝置。

四．補(bǔ)充

　　對(duì)于電壓的講解，只能以類比的方式，以清析的思維，與大家互動(dòng)。我覺得應(yīng)該注意下面的幾個(gè)問題：

　　1．既是類比，我們?cè)谡Z言表述過程中，對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)多用“相當(dāng)于”“類似于”等字眼，切不可說“就是”等等確切的字眼。

　　2．注意與高中知識(shí)的接軌，這里提出“電位”的概念，雖然不是很科學(xué)，但可以讓電工入門對(duì)電位電壓差有一個(gè)感性的初步認(rèn)識(shí)。