1.1.3 電位、電壓和電動勢

電位、電壓和電動勢對初學者來說較難理解，下面通過如圖1-4所示的水流示意圖來說明這些術語。首先來分析圖1-4中的水流過程。

水泵將河里的水抽到山頂的A處，水到達A處后，流到B處，流到B處后，流往C處（河中），水泵又將河里的水抽到A處，水不斷循環流動。水為什么能從A處流到B處，又從B處流到C處呢？這是因為A處水位較B處水位高，B處水位較C處水位高。

要測量A處和B處水位的高度，必須先要找一個基準點（零點），就像測量人身高要選擇腳底為基準點一樣，在這里以河的水面為基準點（C處）。AC之間的垂直高度H_A為A處水位的高度，BC之間的垂直高度H_B為B處水位的高度，由于A處和B處水位高度不一樣，它們存在著水位差，該水位差用H_AB表示，等于A處水位高度H_A與B處水位高度H_B之差，即H_AB=H_A-H_B。為了讓A處的水源源不斷往B、C處流，需要水泵將河里低水位的水抽到高處的A點，為了完成這項工作，水泵是需要消耗能量的（如耗油）。

1.電位

電路中的電位、電壓和電動勢與上述水流情況很相似。如圖1-5所示，電源的正極輸出電流，流到A點，經R₁流到B點，通過R₂流到C點，回到電源的負極。

與圖1-4水流示意圖相似，圖1-5中，A、B點也有高低之分，只不過不是水位，稱作電位，A點電位較B點電位高。為了計算電位的高低，也需要找一個基準點作為零點，為了表明某點為零基準點，通常在該點畫一個“⊥”符號。該符號稱為接地符號。接地符號處的電位規定為0V，電位單位不是米，是伏特（簡稱伏），用V表示。在圖1-5所示電路中，C點的電位為0V（該點標有接地符號），A點的電位為3V，表示為U_A=3V，B點的電位為1V，表示為U_B=1V。

2.電壓

圖1-5中，A點和B點的電位是不同的，有一定的差距，這種電位之間的差距稱為電位差，又稱電壓。A點和B點之間的電位差用U_AB表示，等于A點電位U_A與B點電位U_B的差，即U_AB=U_A-U_B=3V-1V=2V。因為A點和B點的電位差實際上就是電阻器R₁兩端的電位差（電壓），R₁兩端的電位差用U_R1表示，所以U_AB=U_R1。

3.電動勢

為了讓電路中始終有電流流過，電源需要在內部將流到負極的電流源源不斷地“抽”到正極，使電源正極具有較高的電位，這樣正極才會輸出電流。當然，電源內部將負極的電流“抽”到正極需要消耗能量（如干電池會消耗掉化學能）。電源消耗能量在兩端建立的電位差稱為電動勢，電動勢的單位也為伏特。圖1-5所示電路中，電源的電動勢為3V。

由于電源內部的電流方向是由負極流向正極的，故電源的電動勢方向規定為從負極指向正極。