电压及其参考极性

电压的物理意义是电场力对电荷所做的功。 电路中a,b两点间的电压定义为

其中 E 为电场强度矢量，它在数值上等于单位正电荷在电场中所受的力。上式说明电路中a点到b点的电压u_ab，等于单位正电荷在电场力的作用下，从a点移动到b点所做的功。
在国际单位制中，电压的单位为伏特(V),其他常用的单位有千伏(kV),毫伏(mV),微伏(uV)。
在电路分析中，电压的计算经常与电位的概念有关。电路中某点电位就是单位正电荷在电场力的作用下从该点移动到参考点所做的功。若参考点为o，a点电位u_a定义为

在实际电路中，参考点通常选为大地，机器外壳或某一个公共连接点。该点的电位指定为零。在电路分析中，通常参考点的选取是任意的，电路中各点的地位数值与参考点的选取有关，而任意两点间的电压则等于该两点电位之差，与参考点的选取无关。例如，ab间电压u_ab=u_a - u_b 。因此，电压与电位差是同义的。
在电路分析中，要对电路中的电压选取参考系，即电压的参考极性或参考方向， 使电压成为可计算的代数量。电压的参考方向可以用标在电路图中的一对“ ”“-”符号来表示。如图中所标出的电压 u ，其参考正极性在a端，负极性在b端，表示从a到b计算电压降。也可以用双下标来表示电压的参考极性，如图中的电压 u 可以写为 u_ab 。和电流的参考方向一样，电压的参考极性的选取也是任意的。对于选定参考极性的电压，经计算或测量可得到其数值，此数值的正负结合参考方向就可以确定实际电压的极性。
例1 上图电路中，如果已知电压u的电压值为-2V, 则可判断出实际的电压极性是b端为正极性，a端为电压负极性，b点电位高于a点电位2V。我们可以写出 u = -2V,u_ab = -2V, u_ba = 2V, u_a - u_b =2V 等。