浅谈电位及电压知识在电路中的应用

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引言

电位及电压知识是电路教学中的重点和难点，对分析和计算电路有着重要的应用，其适用于直流电路、交流电路及含电子元件的非线性电路，并且也是实际检修电路时所使用的重要理论。

一、电压与电位关系

二、等电位点在电路化简中的应用

当电路中存在多个电阻，连接情况比较复杂时，往往需要简化电路，要简化电路，就要分析电路结构，求解两点间的等效电阻。等电位的应用在电路化简中起到举足轻重的作用。如图2，如何将电路化简成规范形状，我们可以采用等电位化简的办法，无论导线如何连接，只要中间没有经过电源，用电器等，导线的两个端点均可看成同一个点，即等电位点，如，A，B，C为等电位点，可记为A。D，E，F为等电位点，可记为D，由A到D分别有L1，L2，L3灯并联，则等效电阻可求。

再如图3，bd为等电位点，a到c点有R1，c到d点有R2与R5串联作为一条支路，R6与R7串联作为另一条支路，而bd是等电位点，所以，c到b的支路也相当于c到d的支路，所以，c到d点一共有三条支路，而a到d的支路也相当于a到b，明白了这些关系，电路化简就会轻松自如一些。

三、电压在电路计算中的应用

我们知道，对于简单电路，计算其中的电流，电压等物理量只需要应用欧姆定律即可，但是对于一些较为复杂的电路，可借助于基尔霍夫定律进行求解。掌握电压的知识，对于应用KVL非常关键。KVL是用来确定回路中各段电压关系的，我们知道其内容是：任意时刻，沿任一回路绕行(顺时针或者逆时针)一周，各元件上电压的代数和恒为零。规定沿绕行方向电位升高，则元件电压前取“+”号，点位降低，则取“-”号。如图4，求解图中ab两点间电压(电源内阻忽略不计)，有的同学容易想到欧姆定律，把ab间看做有一个电阻，9V电源给电路供电，5Ω电阻分担5V电压，则ab间电压为Uab=E-IR=9-1×5=4V，这样做就是没理解电路的内涵，电流不是从9V电源正极流出的，此时不能应用欧姆定律进行求解。可以看出a端电势高，b端电势低，由a到b有个电源电压9V，5Ω电阻分担电压降5V，所以ab间电压是9+5=14V。当然，也可以应用KVL求解，选取逆时针为回路绕行方向，电压升高为正，则E-Uab+IR=0，Uab=E+IR=14V。

四、电压在电路故障排除中的作用

如图5，闭合开关后，发现小灯泡不发光，此时需要对电路进行故障排除，可用电压表进行检测，黑表笔放在a端不动，红表笔分别放在bcd端，测量da，ca，ba间电压，如果da间电压值为电源电压，说明电源处连接正常，无示数，则电源处断路。ca间接近电源电压，则灯泡短路，ca间无示数，则灯泡处断路。ba间无示数，则开关正常，或者电阻R断路或灯泡断路接近电源电压，则开关处断路。

应用电路连接关系，通断关系，及电压相关知识即可排除故障，从而进行检修。再比如，在动力电路中，如果存在电路故障，通电后合上开关，按下按钮后，电动机不能起动，排除主电路故障后，可以用万用表，结合所学电压知识对控制电路进行检查。比如，应用电压分阶测量法。将万用表转换开关置于交流500V量程，接通控制电路电源(注意先切断主电路)，将黑表笔固定在电源的一端(线圈出线端)，红表笔分别放在不同的接线柱处，按住起动按钮，从大范围到小范围逐级检查电路电压，若电路正常则应为380V，若测得哪两点间无电压，则与电压表串联的部分存在断路。

以上就是对于电位、电压知识在电路中应用的浅见，深知还有许多不足之处，恳请各位专家、同仁批评指正!