路端電壓

電動勢是描述電源性質的重要物理量。電源的電動勢是和非靜電力的功密切聯繫的。所謂非靜電力，主要是指化學力和磁力。在電源內部，非靜電力把正電荷從負極板移到正極板時要對電荷做功，這個做功的物理過程是產生電源電動勢的本質。非靜電力所做的功，反映了其他形式的能量有多少變成了電能。因此在電源內部，非靜電力做功的過程是能量相互轉化的過程。電源的電動勢正是由此定義的，即非靜電力把電子從正極移到負極極所做的功與該電荷電量的比值，稱電源的電動勢。用公式表示為

E=W/q

由上式可知，電動勢的物理意義為，在電源內部，非靜電力把單位正電荷從負極移送到正極時所做的功。

電 動勢與路端電壓的異同

電動勢與電勢差（電壓）是容易混淆的兩個概念。前面已講過，電動勢是表示非靜電力把單位正電荷從負極經電源內部移到正極所做的功；而電勢差則表示靜電力把單位正電荷從電場中的某一點移到另一點所做的功。它們是完全不同的兩個概念。

電源的路端電壓是指電源加在外電路兩端的電壓，是靜電力把單位正電荷從正極經外電路移到負極所做的功。電源的電動勢對一個固定電源來說是不變的，而電源的路端電壓卻是隨外電路的負載而變化的。它的變化規律服從含源電路的歐姆定律，其數學表達式為

U=E－Ir

式中U為路端電壓，Ir為電源的內電壓，也叫內壓降。對於確定的電源來說，電動勢E和內電阻r都是一定的，從上式可以看出，路端電壓U跟電路中的電流有關係。電流I增大時，內壓降Ir增大，路端電壓U就減小；反之，電流I減小時，路端電壓U就增大。

在電源放電的情況下，當外電路中沒有反電動勢時，路端電壓U=IR（R是外電路的總電阻）。根據含源電路的歐姆定律可得I=E/（R+r），即電流I的大小隨外電阻R而變化。因此，路端電壓U也隨外電阻R而變化。R增大時，根據I=E/(R+r），I減小，根據U=E-Ir，U增大；同理R減小時，I增大，U減小。當外電路斷開時，R變為無限大，I變為零，內壓降Ir也變為零，這時路端電壓等於電源的電動勢。

但是不能認為路端電壓一定小於電動勢。在電源被充電時，電源內部的電流是從電源正極流向負極，內壓降的方向與電動勢的方向相反，電源的電動勢是反電動勢，這時路端電壓等於電動勢與內壓降之和，即U=E+Ir，路端電壓大於電動勢。