電動(dòng)勢(shì)和電壓的區(qū)別是什么
電動(dòng)勢(shì)和電壓雖然具有相同的單位,但它們是本質(zhì)不同的兩個(gè)物理量。
(1)它們描述的對(duì)象不同:電動(dòng)勢(shì)是電源具有的,是描述電源將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)的物理量,電壓是反映電場(chǎng)力做功本領(lǐng)的物理量 。
(2)物理意義不同:電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于將單位電量正電荷從電源負(fù)極移到正極的過(guò)程中,其他形式的能量轉(zhuǎn)化成的電能的多少;而電壓在數(shù)值上等于移動(dòng)單位電量正電荷時(shí)電場(chǎng)力作的功,就是將電能轉(zhuǎn)化成的其他形式能量的多少。
它們都反映了能量的轉(zhuǎn)化,但轉(zhuǎn)化的過(guò)程是不一樣的 。
(3)二者做功的力不同:電壓是電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差值,電場(chǎng)力在電場(chǎng)中移動(dòng)單位正電荷所做的功就是電勢(shì)差,即電壓W=UQ是電場(chǎng)力做的功,可見(jiàn)電壓U是與電場(chǎng)力做功相聯(lián)系的。
電動(dòng)勢(shì)是反映電源非靜電力做功這種特性的,它的數(shù)值大小等于電源非靜電力從電源負(fù)極向正極移送單位正電荷所做的功。
在化學(xué)電源中非靜電力是與離子的溶解和沉淀過(guò)程相聯(lián)系的化學(xué)作用;在溫差電源中非靜電力是與溫差和電子濃度相聯(lián)的擴(kuò)散作用;在普通發(fā)電機(jī)中非靜電力的作用是電磁作用。
電動(dòng)勢(shì)羅二即q中的平就是諸如以上這些非靜電力所做的功,所以電動(dòng)勢(shì)g是與非靜電力做功相聯(lián)系的 。
(4)能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程不同:電壓是電勢(shì)能變化的量度,是將電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電荷機(jī)械能的過(guò)程。
由于電勢(shì)在數(shù)值上等于單位正電荷在電場(chǎng)中具有的電勢(shì)能,電場(chǎng)中存在電壓,正電荷可以在電場(chǎng)力作用下通過(guò)做功由高電勢(shì)移向低電勢(shì)處,電勢(shì)能減小。
電壓越高電勢(shì)能減小越大,那電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電荷運(yùn)動(dòng)機(jī)械能的值越大。與物體在重力場(chǎng)中自由下落重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的情況相類(lèi)似。
而電動(dòng)勢(shì)卻是非靜電力反抗電場(chǎng)力做功,轉(zhuǎn)化其他形式能量本領(lǐng)的量度。在閉合電路中某種非靜電力作用在被移動(dòng)的電荷上,增加了電荷的電勢(shì)能,在此其他形式的能如化學(xué)能、太陽(yáng)能、熱能、機(jī)械能等轉(zhuǎn)化為電能。
不同的電源這種由非靜電力做功轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)不同,所以電動(dòng)勢(shì)也不同。如化學(xué)電源的電動(dòng)勢(shì)決定于溶液跟極板的性質(zhì),發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)決定于電樞、磁場(chǎng)和它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 。
(5)在電路中的因果關(guān)系不同:如果電路中沒(méi)有電源,即使有電壓,電流形成也很短暫,最后電壓也不會(huì)維持。沒(méi)有電源(電動(dòng)勢(shì)),電流就如無(wú)源之水,電壓也不會(huì)穩(wěn)定。因此電路中各部分電壓的產(chǎn)生和維持都是以電動(dòng)勢(shì)的存在為先決條件的。
就拿兩個(gè)孤立帶電導(dǎo)體來(lái)看,也必須要先有非靜電性質(zhì)的作用來(lái)遷移電荷,即必須先有電動(dòng)勢(shì),才談得上導(dǎo)體上有穩(wěn)定持續(xù)的電勢(shì)差(電壓) 。
(6)在給定電路中變與不變不同:對(duì)于一個(gè)給定的電源,一經(jīng)制好,電動(dòng)勢(shì)就固定不變,與外電路是否接通無(wú)關(guān),也與外電路的組成情況無(wú)關(guān)而電路中的電壓卻要因外電路電阻的改變而改變。
如并聯(lián)支路數(shù)目增減、電阻變化時(shí)將引起電路各部分電流、電壓重新分配,電壓將發(fā)生變化至于外電路斷開(kāi)時(shí)的路端電壓在數(shù)值上等于電源電動(dòng)勢(shì),也只是這種分配的一個(gè)特殊結(jié)果,并不說(shuō)明電壓就是電動(dòng)勢(shì)。