電壓的物理意義是電場(chǎng)力對(duì)電荷所做的功。 電路中a,b兩點(diǎn)間的電壓定義為
其中 e 為電場(chǎng)強(qiáng)度矢量，它在數(shù)值上等于單位正電荷在電場(chǎng)中所受的力。上式說(shuō)明電路中a點(diǎn)到b點(diǎn)的電壓uab，等于單位正電荷在電場(chǎng)力的作用下，從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)所做的功。
在國(guó)際單位制中，電壓的單位為伏特(v),其他常用的單位有千伏(kv),毫伏(mv),微伏(uv)。
在電路分析中，電壓的計(jì)算經(jīng)常與電位的概念有關(guān)。電路中某點(diǎn)電位就是單位正電荷在電場(chǎng)力的作用下從該點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)所做的功。若參考點(diǎn)為o，a點(diǎn)電位ua定義為
在實(shí)際電路中，參考點(diǎn)通常選為大地，機(jī)器外殼或某一個(gè)公共連接點(diǎn)。該點(diǎn)的電位指定為零。在電路分析中，通常參考點(diǎn)的選取是任意的，電路中各點(diǎn)的地位數(shù)值與參考點(diǎn)的選取有關(guān)，而任意兩點(diǎn)間的電壓則等于該兩點(diǎn)電位之差，與參考點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)。例如，ab間電壓uab=ua - ub 。因此，電壓與電位差是同義的。
在電路分析中，要對(duì)電路中的電壓選取參考系，即電壓的參考極性或參考方向， 使電壓成為可計(jì)算的代數(shù)量。電壓的參考方向可以用標(biāo)在電路圖中的一對(duì)“+”“-”符號(hào)來(lái)表示。如圖中所標(biāo)出的電壓 u ，其參考正極性在a端，負(fù)極性在b端，表示從a到b計(jì)算電壓降。也可以用雙下標(biāo)來(lái)表示電壓的參考極性，如圖中的電壓 u 可以寫(xiě)為 uab 。和電流的參考方向一樣，電壓的參考極性的選取也是任意的。對(duì)于選定參考極性的電壓，經(jīng)計(jì)算或測(cè)量可得到其數(shù)值，此數(shù)值的正負(fù)結(jié)合參考方向就可以確定實(shí)際電壓的極性。
例1 上圖電路中，如果已知電壓u的電壓值為-2v, 則可判斷出實(shí)際的電壓極性是b端為正極性，a端為電壓負(fù)極性，b點(diǎn)電位高于a點(diǎn)電位2v。我們可以寫(xiě)出 u = -2v,uab = -2v, uba = 2v, ua - ub =2v 等。