電壓- 维基百科，自由的百科全书

電壓（英文：Voltage、electric pressure 或electric tension）是兩點之間的電位差（electric potential difference），也就是靜電學中將測試電荷從一點移動到另外一點 ... 電壓 維基百科，自由的百科全書 跳至導覽 跳至搜尋   提示：此條目的主題不是電位或電動勢。

電壓電池是許多電子迴路中電壓的來源。

常見符號V,∆V,U,∆U國際單位伏特基本單位kg⋅m2⋅s−3⋅A−1單位因次ML2T−3I−1從其他物理量的推衍Voltage=能量/電荷因次ML2T−3I−1 電壓（英文：Voltage、electricpressure或electrictension）是兩點之間的電位差（electricpotentialdifference），也就是靜電學中將測試電荷從一點移動到另外一點所需要的能量。

電壓的SI單位為伏特[1]:166，又可以寫成焦耳每庫倫。

值得一提的是，電壓或電位差在符號上寫為∆V，之後省略了差值符號，直接記為V[2]或U[3]。

電壓可能由電荷、通過磁場的電流、或隨時間改變的磁場等因素造成[4][5]。

目次 1定義 1.1以電位能定義 1.2以電場的分解定義 1.3在電路分析的電壓 2水力學模擬 3應用 3.1電壓的相加 4量測工具 5常見電壓 6伽伐尼電勢與電化學電勢 7歷史 8參見 9參考資料 定義[編輯] 國際單位制電學單位 基本單位 單位 符號 物理量 註 安培 A 電流 導出單位 單位 符號 物理量 註 伏特 V 電位，電位差，電動勢 =W/A 歐姆 Ω 電阻，電抗，阻抗 =V/A 法拉 F 電容 亨利 H 電感 西門子 S 電導，導納，磁化率 =Ω−1 庫侖 C 電荷量 =A⋅s 歐姆⋅米 Ω⋅m 電阻率 ρ 西門子/每米 S/m 電導率 法拉/每米 F/m 電容率；介電常數 ε 反法拉 F−1 電彈性 =F−1 伏安 VA 交流電功率，視在功率 無功伏安 var 無功功率，虛功 瓦特 W 電功率，有功功率，實功 =J/s 千瓦⋅時 kW⋅h 電能 =3.6MJ 根據前述的電壓定義，會使得帶有負電的物體被拉往高電壓的地方，帶有正電的物體被拉往低電壓的地方。

也因此電流從高電壓流向低電壓（電流的方向被定義為與正電荷在電路中移動的方向相同，雖然實際上是負電荷在往反方向移動）。

以電位能定義[編輯] 在靜電場中，從點A到點B所作的功與路徑無關。

電壓從點 x A {\textstylex_{A}} 到點 x B {\textstylex_{B}} 的變化可以寫為 Δ V A B = V ( x B ) − V ( x A ) = − ∫ r 0 x B E → ⋅ d l → − ( − ∫ r 0 x A E → ⋅ d l → ) = − ∫ x A x B E → ⋅ d l → {\displaystyle{\begin{aligned}\DeltaV_{AB}&=V(x_{B})-V(x_{A})\\&=-\int_{r_{0}}^{x_{B}}{\vec{E}}\cdotd{\vec{l}}-\left(-\int_{r_{0}}^{x_{A}}{\vec{E}}\cdotd{\vec{l}}\right)\\&=-\int_{x_{A}}^{x_{B}}{\vec{E}}\cdotd{\vec{l}}\end{aligned}}} 在這情況下，電壓的變化等同於將一個單位電荷，在不改變其速度量值的情況下，從點A移動到點B所需作的功。

數學上，這可以表達為對於連接A、B兩點的電場的線積分。

[6] 如果這樣定義，那麼在有隨時間變化的磁場的情況下，電壓將無法良好定義，因為此時電場並非保守場，而連接兩點的電場的線積分值會隨著路徑變化。

也就是說，對於一個包含電感的電路，電路內並不會有良好定義的電壓。

然而，如果我們規定積分路徑就是電子在電路中的移動路徑，那麼將會有一個良好定義的電壓。

在這情況下，電路中跨越一個電感的電壓為 U = Δ V = − L d I d t {\displaystyleU=\DeltaV=-L{\frac{dI}{dt}}} 以電場的分解定義[編輯] 使用上面的定義，只要遇到隨時間變化的磁場我們就無法良好地定義了（除非規定積分路徑），因此我們可以將電壓的定義改為對保守場部分的電場進行積分，也就是： E → = − ∇ V − ∂ A → ∂ t {\displaystyle{\vec{E}}=-\nablaV-{\frac{\partial{\vec{A}}}{\partialt}}} 其中 A → {\textstyle{\vec{A}}} 是磁向量勢。

這個分解是亥姆霍茲分解。

因此，我們可以將電壓寫為： Δ V A B = − ∫ x A x B E → c o n s e r v a t i v e ⋅ d l → = − ∫ x A x B ( E → + ∂ A → ∂ t ) ⋅ d l → = − ∫ x A x B ( E → − E → i n d u c e d ) ⋅ d l → {\displaystyle{\begin{aligned}\DeltaV_{AB}&=-\int_{x_{A}}^{x_{B}}{\vec{E}}_{\mathrm{conservative}}\cdotd{\vec{l}}\\&=-\int_{x_{A}}^{x_{B}}\left({\vec{E}}+{\frac{\partial{\vec{A}}}{\partialt}}\right)\cdotd{\vec{l}}\\&=-\int_{x_{A}}^{x_{B}}({\vec{E}}-{\vec{E}}_{\mathrm{induced}})\cdotd{\vec{l}}\end{aligned}}} 其中 E → i n d u c e d {\textstyle{\vec{E}}_{\mathrm{induced}}} 是隨時間變化的磁場所造成的旋轉的電場。

如此我們就定義了一個總是良好定義的電壓了。

在電路分析的電壓[編輯] 在電路分析或者電機工程學中，跨越電感的兩點的電壓並不定義為0或者無法定義。

因為電機工程中使用了集總電路模型來描述與分析電路。

當我們使用集總電路模型來描述電路時，我們假設電路周圍沒有磁場且磁場的影響被關在集總電路的元素之中，也就是我們假設我們處理的是理想的電器元件。

如果以上的假設並不成立（例如溢出的磁場過大），那麼它們被稱做寄生元件，並有相應的分析。

假設以上的假設皆成立，對於跨越電感的兩點的電壓，我們寫作: ∫ E → ⋅ d l → = − L d I d t {\displaystyle\int\mathrm{\vec{E}}\cdotd{\vec{l}}=-L{\frac{dI}{dt}}} 水力學模擬[編輯] 主條目：水力學模擬 其中一個比擬電子迴路運作的方式是把電子迴路想成是一個封閉的水管路系統，有幫浦在帶動它。

而電路中兩點的電位差即看作水路中兩點的水壓差。

如果幫浦製造了兩點間的壓力差，那麼這兩點間水的流動可以作功，例如帶渦輪發動機轉動。

同樣的，電子在電子迴路中的電位差可以帶動元件作功，而電位差是由諸如電池等來提供。

例如，一個充夠電的汽車電池造成的電位差可以「推動」大電流使得啟動馬達發動。

如果幫浦沒有運作，那麼就不會有壓力差，渦輪發動機不會轉動。

同樣的，如果汽車電池不夠強或者沒電了，那麼啟動馬達就不會運作。

水管路系統的比擬是一個有助於理解許多電子原理的方法。

在這個系統下，移動水所需要作的功等於壓力乘以移動的水的體積。

相似地，在電子迴路中，移動電子或者其他載子所需要的功等於「電子壓力」乘以被移動的電子的電量。

在和「流」比擬的部分，越大的兩點「壓力差」（電位差或者水壓）就會造成愈大的流動（電流或者水流）。

應用[編輯] 在高壓電線的工作 要進行一個電壓的測量，我們都會明確或不明確地指定要量的是哪兩點之間的電壓。

在使用伏特計測量電位差之時，其中一端必須接在量測的某個端點，另一端也必須接在另一個端點。

其中一個常見的電壓使用情況是，在描述經過一個電子設備以後電壓降值（例如電阻）。

電子設備的電壓降可以被理解為電子設備兩端與某個共同參考點（或者接地）所量測到的電壓的差值。

在電路中被理想導體（且無電組與變化的磁場）所連接的兩點會得到電壓零的測量值。

任何同電位的兩點皆可被導體所連接，並且不會有電流經過。

電壓的相加[編輯] A,C之間的電壓會是A,B之間的電壓加上B,C之間的電壓。

各種電路中的電壓可以用克希荷夫電路定律計算。

當在討論交流電（AC）時，瞬時電壓和平均電壓是不同的。

瞬時電壓可以用在討論直流電和交流電，但是平均電壓只有在訊號皆有同樣的頻率和相位時才會有意義。

量測工具[編輯] 以萬用表量測電壓 量測電壓的工具包括電壓表、電位器和示波器。

電壓表，例如動圈式儀表，可以量測流經固定電阻的電流，並且根據歐姆定律，會正比於電阻所消耗電壓。

電位器是利用電橋電路用一個已知的電壓來平衡一個未知的電壓。

陰極射線示波器是將電壓放大，並利用它來偏轉直線射出的電子，並且偏轉正比於其電壓。

常見電壓[編輯] 主條目：伏特§ 常見電壓、數量級(電壓)和市電§ 電壓的選擇 常見的電器電池電壓是1.5 伏特（DC）。

常見的堆高機、車輛（汽車（小型車）、機車）電瓶（一顆）電壓是12.6 伏特(DC)（理論值）、12~12.6 伏特(DC)（實際標準值，低於此數據，啟動馬達不易發動引擎）。

常見的車輛（汽車（大型車））電瓶（兩顆）電壓是25.2 伏特（DC）（理論值）、24~25.2 伏特（DC）（實際標準值，低於此數據，啟動馬達不易發動引擎）。

常見的車輛（汽車、機車）交流發電機電壓是13 伏特（交流電經整流為直流電）~14 伏特（交流電經整流為直流電）。

常見的電力公司市電供電電壓為110伏特到120伏特（AC）和220伏特到240伏特（AC）。

輸電系統中用來分配電力的電線常常是一般用電電壓的上百倍，一般來說是110到1,200 千伏（AC）。

高架電車線所用的用來驅動機關車的電壓在12 千伏到50 千伏（AC）或0.75 千伏到3 千伏（DC）。

伽伐尼電位與電化學電位[編輯] 主條目：伽伐尼電位、電化學電位和費米能階 在導體內，電子不只受到平均電位的影響，也會受到比熱容和原子環境的影響。

當電壓表連接到兩種不同的金屬時，它量測到的不是靜電上的電位差距，而是被熱力學所影響的其他東西。

[7] 電壓表量測到的是負的電子電化學電位差距（費米能）除以電子電量，通常被稱為電壓差，而單純的，未被調整過的，不能被電壓表測出的電位，被稱為伽伐尼電位。

伏特和電位使用上會有些混淆，操作上，這兩個詞在不同上下文下有不同的意思。

歷史[編輯] 電動勢這個詞第一次是被喬凡尼·阿爾蒂尼（GiovanniAldini）在1798年在信中所使用，並且在1801年首次發表於期刊Annalesdechimieetdephysique上。

[8]:408伏打（Volta）是指一個不是靜電力的力，具體來說，也就是電化學力。

[8]:405這個詞被麥可‧法拉第用來和電磁感應在1820年代扯上關係。

然而當時還沒有一個清楚的電壓定義與測量它的方法。

[9]:554伏打將電動勢和「張力」（位能差異）區分開來了:在電化電池在開電路的情況下，末端所量測到的位能差異必須剛好平衡電化電池的電動勢，如此才不會有電流的流動。

[8]:405 參見[編輯] 電子學主題 交流電（AC） 直流電（DC） 電位 電擊傷 電子測量 電化學電位 費米能階 高壓電 市電 家用電源列表 歐姆定律 歐姆 開路電壓 幻象電源 參考資料[編輯] ^InternationalBureauofWeightsandMeasures,SIBrochure:TheInternationalSystemofUnits(SI)(PDF)9th,2019-05-20,ISBN 978-92-822-2272-0  ^IEV:electricpotential ^IEV:voltage ^DemetriusT.ParisandF.KennethHurd,BasicElectromagneticTheory,McGraw-Hill,NewYork1969,ISBN 0-07-048470-8,pp.512,546 ^P.Hammond,ElectromagnetismforEngineers,p.135,PergamonPress1969OCLC 854336. ^IntroductiontoElectrodynamics.ISBN 1108420419.  ^Bagotskii,VladimirSergeevich.Fundamentalsofelectrochemistry.2006:22.ISBN 978-0-471-70058-6.  ^8.08.18.2RobertN.Varney,LeonH.Fisher,"Electromotiveforce:Volta'sforgottenconcept",AmericanJournalofPhysics,vol.48,iss.5,pp.405–408,May1980. ^C.J.Brockman,"Theoriginofvoltaicelectricity:Thecontactvs.chemicaltheorybeforetheconceptofE.M.F.wasdeveloped",JournalofChemicalEducation,vol.5,no.5,pp.549–555,May1928 規範控制 AAT:300221200 GND:4056001-6 閱論編電磁學靜電學 電 電荷 電場 摩擦起電效應 靜電放電 閃電 電暈放電 尖端放電 靜電感應 靜電吸附 靜電屏蔽 庫侖定律 高斯定律 電通量 電位能 電偶極矩 電極化 電位移 靜磁學 磁 安培定律 磁場 磁感應強度 磁場強度 磁化強度 磁通量 必歐-沙伐定律 磁矩 高斯磁定律 磁向量勢 電學 電路 電流 電位 電壓 電阻 絕緣體 半導體 導體 超導體 歐姆定律 串聯電路 並聯電路 直流電 交流電 帶電流 電動勢 電容 電感 阻抗 電導 波導 憶阻器 克希荷夫電路定律 電現象 壓電效應 壓阻效應 熱電效應 光電效應 電致發光 中高層大氣放電 電動力學 勞侖茲力 霍爾效應 電磁干擾 法拉第電磁感應定律 冷次定律 位移電流 馬克士威方程組 電磁場 電磁波 馬克士威應力張量 坡印廷向量 黎納-維謝勢 傑斐緬柯方程式 渦電流 倫敦方程式 推遲勢 自由空間 協變表述 電磁張量 四維電流密度 電磁應力-能量張量 四維勢 發展史 電荷守恆定律 庫侖定律 伏打電堆 伽凡尼電池 安培定律 歐姆定律 電磁感應 馬克士威方程組 克希荷夫電路定律 戴維南定理 電磁波 電子 自旋 閱論編供電電學概念 電力 電壓 電流 工頻 電功率 交流電功率 功率因數 高壓電 直流電 交流電 單相電 三相電 額定容量 三相 中線 接地 短路比 需求因數（英語：Demandfactor） 供電質素（英語：Electricpowerquality） 電力潮流 能量來源不可再生 煤 天然氣 石油 核動力 可再生 高變動性再生能源（英語：Variablerenewableenergy） 生物質 生物燃料 地熱能 水力 海洋能 海流能 海水鹽差能 海水溫差 潮汐能 波浪能 太陽能 風能 發電發電廠及設備 火力發電廠 核能發電廠 風力發電場 太陽能發電場（英語：Photovoltaicpowerstation） 潮汐發電廠 基本負載發電廠 尖峰負載發電廠 負載追隨發電廠（英語：Loadfollowingpowerplant） 抽水蓄能電站 虛擬電廠 冷卻塔 異步發電機（英語：Inductiongenerator） 微型發電 發電理論 汽電共生 微型汽電共生 聯合循環 朗肯循環 分散式發電 可用率因數（英語：Availabilityfactor） 自動發電控制（英語：Automaticgenerationcontrol） 發電機啟停順序（英語：Meritorder） 下垂速度控制 能源投入回報比（英語：Energyreturnoninvestment） 短路比 負載因數（英語：Loadfactor(electrical)） 增容改造（英語：Repowering） 頂峰需求（英語：Peakdemand） 容量因子 輸電 電力系統 輸電系統 配電系統 輸電網路 需求反應 動態需求（英語：Dynamicdemand(electricpower)） 電力銷售（英語：Electricityretailing） 匯流排 高壓直流輸電 岸電（英語：High-voltageshoreconnection） 負載管理（英語：Loadmanagement） 家用電源列表 架空電纜 儲能技術 智慧電網 變電所 單線地迴路（英語：Single-wireearthreturn） 超級電網 變壓器 輸電系統操作商（英語：Transmissionsystemoperator） 輸電塔（英語：Transmissiontower） 電線桿 電流反饋（英語：Backfeeding） 經濟調度 能源需求管理（英語：Energydemandmanagement） 家用儲能（英語：Homeenergystorage） 電網儲能 電力守則（英語：Gridcode） 電力潮流 故障 電力系統故障 電壓驟降 停電(分區輪流供電（英語：Rollingblackout）) 限電（英語：Brownout(electricity)） 全黑啟動（英語：Blackstart） 連鎖故障（英語：Cascadingfailure） 接地系統 繼電保護 繼電保護（英語：Power-systemprotection） 保護繼電器 斷路器 六氟化硫斷路器（英語：Sulfurhexafluoridecircuitbreaker） 電弧切斷器（英語：Arc-faultcircuitinterrupter） 漏電斷路器（英語：Earthleakagecircuitbreaker） 接地漏電保護插座 經濟與政策 節約能源 碳抵消（英語：Carbonoffset） 發電成本 生態稅 能源補貼（英語：Energysubsidy） 上網電價補貼政策 化石燃料淘汰 淨計量電價 庇古稅 可再生能源證書 可再生能源收費（英語：RenewableEnergyPayments） 可再生能源商業化 火花價差（英語：Sparkspread） 潔淨電力計畫（英語：CleanPowerPlan） 各國核能政策 統計 各國電力行業（英語：Listofelectricitysectors） 電力使用量（英語：Electricenergyconsumption） 主題：能源 可再生能源 可持續發展 分類：電力分配 發電方式 發電站技術 取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=電壓&oldid=66093632」 分類：電壓電磁學電氣系統物理量靜電學隱藏分類：包含AAT標識符的維基百科條目包含GND標識符的維基百科條目 導覽選單 個人工具 沒有登入討論貢獻建立帳號登入 命名空間 條目討論 臺灣正體 已展開 已摺疊 不转换简体繁體大陆简体香港繁體澳門繁體大马简体新加坡简体臺灣正體 查看 閱讀編輯檢視歷史 更多 已展開 已摺疊 搜尋 導航 首頁分類索引特色內容新聞動態近期變更隨機條目資助維基百科 說明 說明維基社群方針與指引互助客棧知識問答字詞轉換IRC即時聊天聯絡我們關於維基百科 工具 連結至此的頁面相關變更上傳檔案特殊頁面靜態連結頁面資訊引用此頁面維基數據項目 列印/匯出 下載為PDF可列印版 其他專案 維基共享資源 其他語言 AfrikaansالعربيةAzərbaycancaتۆرکجهBoarischБеларускаяБеларуская(тарашкевіца)БългарскиবাংলাBosanskiCatalàCebuanoکوردیČeštinaЧӑвашлаCymraegDanskDeutschΕλληνικάEnglishEsperantoEspañolEestiEuskaraEstremeñuفارسیSuomiFrançaisNordfriiskGaeilgeGalegoעבריתहिन्दीHrvatskiMagyarՀայերենInterlinguaBahasaIndonesiaÍslenskaItaliano日本語JawaҚазақша한국어КыргызчаLatinaLietuviųLatviešuMalagasyМакедонскиമലയാളംМонголमराठीBahasaMelayuမြန်မာဘာသာNederlandsNorsknynorskNorskbokmålਪੰਜਾਬੀPolskiپنجابیPortuguêsRunaSimiRomânăРусскийScotsSrpskohrvatski/српскохрватскиSimpleEnglishSlovenčinaSlovenščinaShqipСрпски/srpskiSundaSvenskaதமிழ்తెలుగుไทยTagalogTürkçeТатарча/tatarçaУкраїнськаاردوTiếngViệtWolof吴语ייִדיש文言Bân-lâm-gú粵語 編輯連結