1.3 电路中电位的概念及应用

电位是电路分析中的重要概念。由基尔霍夫电压定律可知，电路中任意两点间的电压总是确定的，与计算路径无关。因此，可以在电路中引入电位的概念。

首先在电路中选一参考点，并设这一点的电位为零，那么电路中的任意一点与参考点之间的电压即为该点的电位，而电路中任意两点间的电压则是该两点之间的电位差。

图1.3.1所示电路中，设US1=12V，US2=8V，I1=2A，I2=1A，I3=3A。如果选d点为参考点，则d点的电位为零，这时，电路中其他各点的电位应为该点到d点的电压值，a、b、c各点的电位分别为

Ua=Uad=US1=12V，Ub=Ubd=I3R3=3×2=6V，Uc=Ucd=US2=8V

电路中任意两点间的电压则可用电位差来求解，如

Uab=Ua-Ub=12-6=6V

Ucb=Uc-Ub=8-6=2V

如果选b点作为参考点，那么b点的电位为零，则可得

Ua=Uab=I1R1=2×3=6V

Uc=Ucb=I2R2=1×2=2V

Ud=Udb=-I3R3=( -3)×2=-6V

Uab=Ua-Ub=6-0=6V

Ucb=Uc-Ub=2-0=2V

由上述计算结果，可以得出如下结论。

（1）电路中某一点的电位等于该点与参考点（电位为零）之间的电压。比参考点高的电位为正电位，其值为正；比参考点低的电位为负电位，其值为负。

（2）电路中各点的电位依参考点的不同而不同，但是任意两点间的电压值是不变的。就是说，电路中各点的电位是相对的，而两点间的电压值是绝对的。

须指出，在计算电位时，必须选定电路中的某一点作为参考点，一旦参考点选定，电路中各点的电位则为确定值。通常参考点在电路图中由“⊥”符号标出。原则上电路的参考点是可以任意选取的。在电子电路中常选与机壳相连的公共线，即所谓的地线，作为参考点；在工程上则通常选大地作为参考点。

电位概念的引入使得电路问题的描述和电路图的绘制更加简洁。例如，图1.3.2（a）所示的电路可简化为图1.3.2（b）所示的电路。电子技术电路中，常用这种习惯画法作出线路图。反之，这种简便画法的电路也可以改画为完整画法。具体方法是：在标着电位的悬空端与参考点（地）之间接一理想电压源，理想电压源的极性和数值应与原来标的电位值一致。图1.3.3（a）所示电路就可先画成图1.3.3（b）所示的电路，然后再分析计算。如果对简便画法已较为熟悉，便可以直接进行分析和计算。

【例1.3.1】图1.3.4所示电路中，试求a点的电位。

【解】以O点为参考点，则O点的电位为UO=0V。

由于与O点相联的5Ω 电阻没有同其他支路构成回路，故流过的电流为零，因此b点的电位为Ub=5V。

通过1Ω电阻的电流，则

Uab=12-5I=12-5×2=2V

所以

Ua=Ub+Uab=5 + 2=7V

此题求解a点的电位，还可以直接列出KVL表达式，即

Ua=12-5I+ 5=12-5× + 5=7V

【例1.3.2】图1.3.5所示电路中，试求b点的电位。

【解】首先将图1.3.5（a）所示电路转化为图1.3.5（b）所示电路，然后计算得

Uab=Ua-Ub=R2I

【练习与思考】

1.3.1在图1.3.6所示电路中，分别以a点和b点为参考点，计算Ua=?，Ub=?，Uab=?。

1.3.2计算图1.3.7所示电路中的Ua、Ub及Uab。