电路中电位的计算 电路中电位的计算例题

什么是电位及参考点

在进行电路分析时经常要测量和计算电路中各点的电位值，从而确定电路的工作状态。为了确定电路中各点的电位值，可任意选择电路中的某一点作为参考点，假定其电位为零，此时电路中其他各点的电位都是与参考点进行比较而言的，或者说，电路中某点的电位就是这一点与参考点之间的电压。例如在图1-12中，选C点为参考点，即C点的电位VC＝0。

电压与电位

VA＝VA－VC＝UAC

VB＝VB－VC＝UBC

电路中任意两点之间的电位差即为该两点间的电压。所以，知道了各点的电位，便可以求得任意两点间的电压，如图中，UAB＝VA－VB。

原则上，参考点可以任意选择，但为了统一，工程上常选大地为参考点。机壳若有搭铁的设备，就可以把机壳作为参考点，凡是与机壳直接相连接的各点电位均为零。有些电子设备，机壳虽然不搭铁，但许多元件都接到一条公共线上，通常就把这条公共线选作参考点，因此参考点也称为“搭铁”，在电路图中用符号“⊥”表示。在汽车上常以车身为参考点，称为“搭铁”。

在进行电路分析时，用电位会将繁琐和复杂的问题变得简单明了。例如，有一个电路有5个不同的点，任何两点间均有电压，如果用电压来分析时，将涉及10个电压值（如果考虑反向电压，将有20个电压值）；若用电位分析时，可选定任意一点为参考点，并规定其电位为零。然后只需分析其他4点的电位就行了，如图所示。

电压分析、电位分析比较

（a）电压分析；（b）电位分析

2．电位的计算

要计算电路中某点的电位，只要从这一点通过一定的路径绕到零电位点，该点的电位即等于此路径上全部电压降的代数和。但要注意每一项电压的正负值，如果在绕行过程中从正极到负极，此电压便是正的；反之从负极到正极，此电压则是负的。电压可以是电源电压，也可以是电阻上的电压。电源电压的正负极是直接给出的，电阻上电压的正负极则是根据电路中电流的方向来确定的。

综上所述，计算电路中某点电位的步骤可归纳为：

（1）根据题意选择一个合适的点为零电位点；

（2）确定电路中的电流方向和各元件两端电压的正负极；

（3）从被求点出发通过一定的路径回到零电位点，则该点的电位即等于此路径上全部电压降的代数和。

电路中电位的计算例题【例】

图1-14中，E＝24V，R1＝4Ω，R2＝8Ω，求分别以d、a为参考点时，各点的电位及Uab。

例图

解电路中的电流

（1）以d点为参考点（见图1-14a）

Vd＝0

Va＝Uad＝E＝24V

或

Va＝Uad＝IR1＋IR2＝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点为参考点（见图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

可见，选择不同的参考点，电路中同一点的电位数值不同，但任意两点间的电压（即电位差）值是不变的。所以电路中各点电位是相对量，而两点间的电压值是绝对量。

在选定参考点后，某一点电位的计算结果与选择的路径无关，通常选择最简捷的路径。