1.2.2　电压

在电路中，两点之间的电位差（或电势差）就是两点间的电压。从能量的观点来说，单位正电荷在电场中从A点移动到B点时电场力所做的功，定义为A、B两点间的电压，即

式中，dq是由A点移动到B点的电荷量，单位为库伦，用C表示。dw是电场力所做的功，单位为焦耳，用J表示。

在国际单位制（SI）中，电压的单位为伏特，用V表示。常用的还有kV（千伏）、mV（毫伏）、μV（微伏）等，三者之间相差10³个数量级。

两点之间电压的实际方向规定为由高电位点指向低电位点。在电路分析中，同电流一样，也可以引入参考方向的概念。如图1-4所示，两点之间电压的参考方向可以用正（+）、负（-）极性表示，正极指向负极的方向就是电压的参考方向。指定好电压的参考方向后，就可以把电压看作是一个代数量。在图1-4中，如果A点电位高于B点电位，即电压的实际方向由A指向B，与参考方向一致，则电压为正值，即u>0；反之，电压为负值，即u<0。

电压的参考方向除了用正（+）、负（-）极性表示以外，还可以用箭头或者双下标表示（如图1-4所示）。例如，u_AB表示A、B两点之间的电压参考方向为由A指向B，显然u_AB=-u_BA。

图1-4　电压的参考方向

电流和电压的参考方向也叫做正方向。一个元件的电流和电压的参考方向之间没有相互依赖和相互约束的关系，因此它们可以独立任意地选定。如果指定流过元件的电流的参考方向是从电压参考极性的正极指向负极，即两者的参考方向一致，则把这种电流和电压的参考方向称为关联参考方向；如果电流和电压的参考方向不一致，则称为非关联参考方向，如图1-5所示。

图1-5　关联参考方向和非关联参考方向

在图1-6中，N表示电路的一部分，它有两个端子与外电路连接。我们将这种电路称为二端电路，也叫二端网络。二端网络N的两个引出端子构成了一个端口，因此二端网络也称为一端口网络。对于图1-6（a）所示的二端网络，电流i的参考方向由电压u的参考方向正极性端流入电路，从负极性端流出，两者的参考方向一致，所以是关联参考方向；而在图1-6（b）中，电流与电压为非关联参考方向。

图1-6　二端网络的参考方向

大小和方向都不随时间变化的电流和电压，称为恒定电流和恒定电压，也叫做直流电流和直流电压，用大写字母I和U表示。大小或方向随时间变化的电流和电压称为时变电流和时变电压，任意时刻t的电流和电压用i（t）和u（t）表示，一般简写为i和u。