基礎:電與麵包板

電壓

電壓是推動電荷在電路裡跑動的那股力量。最清楚的比喻是水管裡的水:電壓就是水壓,是讓水想往下流的高度差或幫浦推力。沒有壓力就沒有水流;壓力越大,推得越用力。最關鍵的是,電壓永遠是兩點之間的差,就像說某層架子比另一層高 30 公分。所謂 9 V 電池,意思是它的正極比負極高 9 伏特。

嚴格來說,電壓是每單位電荷所帶的能量:一伏特就是每一庫侖通過的電荷被給予一焦耳的能量。符號是 V,單位是伏特(也寫 V)。因為它是一個差值,所以量電壓時一定是跨在某個元件兩端量,跨在電池兩端、電阻兩端、燈泡兩端,用兩支表棒碰兩個點。常見數值:一顆三號電池是 1.5 V,USB 埠是 5 V,手機電池約 3.7 V,家用市電 110 到 240 V,很危險。

電壓本身不會做出任何看得見的事;它是電位,是準備要推的潛勢。只有當你接上一條路徑,電荷才真的開始流。一顆放在桌上的 9 V 電池有完整電壓,卻是零電流。這也是為什麼你能安全地握住 9 V 電池,卻絕不能碰家用市電:傷人的是電壓加上它能推過你身體的能力這兩者的組合。電壓透過歐姆定律和電流、電阻連在一起,那是電路分析的第一個真正工具。

把 10 kΩ 和 5 kΩ 串起來跨在一顆 9 V 電池上,接點處的電壓是 9 times 5/(10+5) = 3 V,較大的那份推力落在較大的電阻上。

在一個迴路裡,電壓會按各元件電阻的比例分配。

在你選定一個參考點之前,並不存在某一點的電壓這種東西;我們通常把那個參考點叫做接地,定為 0 V,再以它為基準量其他一切。

又称
potential difference電位差電壓