在一定的電場中,電荷受力的大小與電荷在電場中的位置有關,在無限遠處,電場力等于零,即電荷的位能等于零。如果電荷在電場中的位置一定,其受力的大小也是一定的,即電荷具有一定的位能或具有一定的電位。電場力移動電荷的結果引起了電位的變化。在電場中,把正電荷從高電位移向低電位,電場力就對電荷做了功;反之,要將正電荷從低電位移向高電位,必須依靠外力來克服電場力的作用才能實現,也就是說外力克服電場力做了功。
在電場中,將單位正電荷由高電位點移向低電位點時電場力所做的功稱為電壓。電壓等于兩點之間的電位之差。其表示為:
U=A/Q
式中: A——電場力所做的功,J;
Q——電荷量,C;
U——兩點之間的電壓,V。
電壓的正方向規定為由高電位指向低電位,即電位降的方向。
在電場中,將單位正電荷由低電位移向高電位時外力所做的功稱
為電動勢。其表示為:
E=AW/Q
式中: AW——外力所做的功,J;
Q——電荷量,C;
E——電動勢,V。
電動勢的正方向規定為由低電位指向高電位,即電位升的方向。
電壓和電動勢的主要區別在于,電壓是反映電場力做功的概念,其正方向為電位降的方向;而電動勢則是反映外力克服電場力做功的概念,其正方向為電位升的方向,兩者的方向是相反的。電壓和電動勢的基本單位均為V。