1.1.3　电位、电压和电动势

对于初学者而言可能较难理解电位、电压和电动势的概念。下面通过图1-4所示的水流示意图说明这些术语。

图1-4　水流示意图

水泵将河中的水抽到山顶的A处，水到达A处后再流到B处，水到达B处后流往C处（河中），同时水泵又将河中的水抽到A处，使得水不断循环流动。水为什么能从A处流到B处，又从B处流到C处呢？这是因为A处水位较B处水位高，B处水位较C处水位高。

若要测量A处和B处水位的高度，则必须找一个基准点（零点），就像测量人的身高时要选择脚底为基准点一样，这里以河的水面为基准（C处）。A、C之间的垂直高度为A处水位的高度，用HA表示；B、C之间的垂直高度为B处水位的高度，用HB表示；由于A处和B处的水位高度不一样，因此存在水位差，该水位差用HAB表示，等于A处水位高度HA与B处水位高度HB之差，即HAB=HA−HB。为了让A处有水，需要水泵将低水位的河水抽到高处的A点。在这一过程中水泵需要消耗能量（如耗油）。

1. 电位

电路中的电位、电压和电动势与上述水流情况相似，其说明图如图1-5所示。

图1-5　电位、电压和电动势说明图

与水流示意图相似，图1-5中的A、B点也有高低之分，只不过不是水位，而称为电位（A点电位较B点电位高）。为了计算电位的高低，需要找一个基准点作为零点。为了表明某点为基准点，通常在该点处画一个“⊥”符号。该符号称为接地符号，接地符号处的电位规定为0V，电位的单位不是米，而是伏特（简称伏），用“V”表示。在图1-5中，C点的电位为0V（该点标有接地符号）；A点的电位为3V，表示为UA=3V；B点的电位为1V，表示为UB=1V。

电源的正极先输出电流，流到A点；再经R1流到B点；然后通过R2流到C点；最后流到电源的负极。

2. 电压

在图1-5中，A点和B点的电位是不同的，有一定的差距，这种电位之间的差距称为电位差，又称电压。A点和B点之间的电位差用UAB表示，等于A点电位UA与B点电位UB的差，即UAB=UA−UB=3V−1V=2V。因为A点和B点之间的电位差，实际上就是电阻器R1两端的电位差（R1两端的电压用UR1表示），所以UAB=UR1。

3. 电动势

为了让电路中始终有电流流过，电源需要在内部将流到负极的电流源源不断地“抽”到正极，使电源正极具有较高的电位，这样正极才会输出电流。当然，电源内部将负极的电流“抽”到正极需要消耗能量（如干电池会消耗化学能）。电源通过消耗能量在两极建立的电位差称为电动势，电动势的单位也为伏特。在图1-5中，电源的电动势为3V。

由于电源内部的电流方向是由负极流向正极的，故电源的电动势方向为从电源负极指向正极。