什么是電位及參考點

在進(jìn)行電路分析時經(jīng)常要測量和計算電路中各點的電位值，從而確定電路的工作狀態(tài)。為了確定電路中各點的電位值，可任意選擇電路中的某一點作為參考點，假定其電位為零，此時電路中其他各點的電位都是與參考點進(jìn)行比較而言的，或者說，電路中某點的電位就是這一點與參考點之間的電壓。例如在圖1-12中，選C點為參考點，即C點的電位VC＝0。

電壓與電位

VA＝VA－VC＝UAC

VB＝VB－VC＝UBC

電路中任意兩點之間的電位差即為該兩點間的電壓。所以，知道了各點的電位，便可以求得任意兩點間的電壓，如圖中，UAB＝VA－VB。

原則上，參考點可以任意選擇，但為了統(tǒng)一，工程上常選大地為參考點。機(jī)殼若有搭鐵的設(shè)備，就可以把機(jī)殼作為參考點，凡是與機(jī)殼直接相連接的各點電位均為零。有些電子設(shè)備，機(jī)殼雖然不搭鐵，但許多元件都接到一條公共線上，通常就把這條公共線選作參考點，因此參考點也稱為“搭鐵”，在電路圖中用符號“⊥”表示。在汽車上常以車身為參考點，稱為“搭鐵”。

在進(jìn)行電路分析時，用電位會將繁瑣和復(fù)雜的問題變得簡單明了。例如，有一個電路有5個不同的點，任何兩點間均有電壓，如果用電壓來分析時，將涉及10個電壓值（如果考慮反向電壓，將有20個電壓值）；若用電位分析時，可選定任意一點為參考點，并規(guī)定其電位為零。然后只需分析其他4點的電位就行了，如圖所示。

電壓分析、電位分析比較

（a）電壓分析；（b）電位分析

2．電位的計算

要計算電路中某點的電位，只要從這一點通過一定的路徑繞到零電位點，該點的電位即等于此路徑上全部電壓降的代數(shù)和。但要注意每一項電壓的正負(fù)值，如果在繞行過程中從正極到負(fù)極，此電壓便是正的；反之從負(fù)極到正極，此電壓則是負(fù)的。電壓可以是電源電壓，也可以是電阻上的電壓。電源電壓的正負(fù)極是直接給出的，電阻上電壓的正負(fù)極則是根據(jù)電路中電流的方向來確定的。

綜上所述，計算電路中某點電位的步驟可歸納為：

（1）根據(jù)題意選擇一個合適的點為零電位點；

（2）確定電路中的電流方向和各元件兩端電壓的正負(fù)極；

（3）從被求點出發(fā)通過一定的路徑回到零電位點，則該點的電位即等于此路徑上全部電壓降的代數(shù)和。

電路中電位的計算例題【例】

圖1-14中，E＝24V，R1＝4Ω，R2＝8Ω，求分別以d、a為參考點時，各點的電位及Uab。

例圖

解電路中的電流

（1）以d點為參考點（見圖1-14a）

Vd＝0

Va＝Uad＝E＝24V

或

Va＝Uad＝IR1＋I(xiàn)R2＝2×4＋2×8＝24（V）

Vb＝Ubd＝IR2＝2×8＝16（V）

Vc＝Vd＝0（V）

Uab＝Va－Vb＝24－16＝8（V）

（2）以a點為參考點（見圖1-14b）

Va＝0（V）

Vb＝Uba＝IR1＝－2×4＝-8（V）

或

Ub－Uba＝IR2－E＝2×8－24＝-8（V）

Vc＝Uca＝－E＝-24（V）

Vd＝Vc＝-24（V）

Uab＝Va－Vb＝0－（-8）＝8V

可見，選擇不同的參考點，電路中同一點的電位數(shù)值不同，但任意兩點間的電壓（即電位差）值是不變的。所以電路中各點電位是相對量，而兩點間的電壓值是絕對量。

在選定參考點后，某一點電位的計算結(jié)果與選擇的路徑無關(guān)，通常選擇最簡捷的路徑。