电动势与路端电压的异同

电动势与电势差（电压）是容易混淆的两个概念。前面已讲过，电动势是表示非静电力把单位正电荷从负极经电源内部移到正极所做的功；而电势差则表示静电力把单位正电荷从电场中的某一点移到另一点所做的功。它们是完全不同的两个概念。

电源的路端电压是指电源加在外电路两端的电压，是静电力把单位正电荷从正极经外电路移到负极所做的功。电源的电动势对一个固定电源来说是不变的，而电源的路端电压却是随外电路的负载而变化的。它的变化规律服从含源电路的欧姆定律，其数学表达式为

U=E－Ir

式中U为路端电压，Ir为电源的内电压，也叫内压降。对于确定的电源来说，电动势E和内电阻r都是一定的，从上式可以看出，路端电压U跟电路中的电流有关系。电流I增大时，内压降Ir增大，路端电压U就减小；反之，电流I减小时，路端电压U就增大。

在电源放电的情况下，当外电路中没有反电动势时，路端电压U=IR（R是外电路的总电阻）。根据含源电路的欧姆定律可得I=E/（R r），即电流I的大小随外电阻R而变化。因此，路端电压U也随外电阻R而变化。R增大时，根据I=E/(R r），I减小，根据U=E-Ir，U增大；同理R减小时，I增大，U减小。当外电路断开时，R变为无限大，I变为零，内压降Ir也变为零，这时路端电压等于电源的电动势。

但是不能认为路端电压一定小于电动势。在电源被充电时，电源内部的电流是从电源正极流向负极，内压降的方向与电动势的方向相反，电源的电动势是反电动势，这时路端电压等于电动势与内压降之和，即U=E Ir，路端电压大于电动势。2100433B

电动势是描述电源性质的重要物理量。电源的电动势是和非静电力的功密切联系的。所谓非静电力，主要是指化学力和磁力。在电源内部，非静电力把正电荷从负极板移到正极板时要对电荷做功，这个做功的物理过程是产生电源电动势的本质。非静电力所做的功，反映了其他形式的能量有多少变成了电能。因此在电源内部，非静电力做功的过程是能量相互转化的过程。电源的电动势正是由此定义的，即非静电力把电子从正极移到负极极所做的功与该电荷电量的比值，称电源的电动势。用公式表示为

E=W/q

由上式可知，电动势的物理意义为，在电源内部，非静电力把单位正电荷从负极移送到正极时所做的功。

电动势是对电源而言，它就是电源把单位正电荷从负极经电源内部移到正极时，非静电力所做的功；电压是针对一般电路中的两个点而说的，即某段电路两端的电压，也就是电场力把单位正电荷从某点沿电路移到另一点时，所做的功。实际电路中：电源电动势约等于电路的开路电压；路端电压是指电源外电路两端的实际电压，其又有开路端电压（简称开路电压）和闭路端电压（简称端电压）之分。电压表不能直接测量电源的电动势，而实际测量开路电压时，电压表的内阻不可能无穷大（未真正开路），所测结果存在一定误差。

电源的电动势

全电路的欧姆定律：

其中

简而言之，电源电动势描述非静电力（电池内的化学能）做功的能力；路端电压描述静电力（电场能）在外电路做功的能力。当开路

电源的路端电压是指电源加在外电路两端的电压，是静电力把单位正电荷从正极经外电路移到负极所做的功。对于确定的电源来说，电动势E和内电阻r都是一定的。

理想电动势源不具有任何内阻，放电与充电不会浪费任何电能。理想电动势源给出的电动势与其路端电压相等。

在实际应用中，电动势源不可避免地有一定的内阻。实际电动势源的电阻可以视为一个理想电动势源串联一个电阻为内阻的电阻器。电源的电动势对一个固定电源来说是不变的，而电源的路端电压却是随外电路的负载而变化的。内阻的大小取决于电动势源的大小、化学性质、使用时间、温度和负载电流。

电动势电源充电

在电源被充电时，电源内部的电流是从电源正极流向负极，内压降的方向与电动势的方向相反，电源的电动势是反电动势，这时路端电压等于电动势与内压降之和，即

电动势电源放电

在电源放电的情况下，当外电路中没有反电动势时，路端电压的变化规律服从含源电路的欧姆定律，其数学表达式为：

电动势电源断开

当电源的外电路断开时，R可看作无限大，I变为零，内压降Ir也变为零，这时电源内部的非静电力与静电场力平衡。路端电压等于电源的电动势。

端电压指电源正负两极之间的电压，又称路端电压或端压。它等于电场力沿外电路把单位正电荷从电源正极移动到电源负极所作的功。即等于外电路上的电压降

路端电压有开路端电压和闭路端电压之分，都用字母