1.1.3 电位、电压和电动势

电位、电压和电动势对初学者来说较难理解，下面通过如图1-4所示的水流示意图来说明这些术语。首先来分析图1-4中的水流过程。

水泵将河里的水抽到山顶的A处，水到达A处后，流到B处，流到B处后，流往C处（河中），水泵又将河里的水抽到A处，水不断循环流动。水为什么能从A处流到B处，又从B处流到C处呢？这是因为A处水位较B处水位高，B处水位较C处水位高。

要测量A处和B处水位的高度，必须先要找一个基准点（零点），就像测量人身高要选择脚底为基准点一样，在这里以河的水面为基准点（C处）。AC之间的垂直高度H_A为A处水位的高度，BC之间的垂直高度H_B为B处水位的高度，由于A处和B处水位高度不一样，它们存在着水位差，该水位差用H_AB表示，等于A处水位高度H_A与B处水位高度H_B之差，即H_AB=H_A-H_B。为了让A处的水源源不断往B、C处流，需要水泵将河里低水位的水抽到高处的A点，为了完成这项工作，水泵是需要消耗能量的（如耗油）。

1.电位

电路中的电位、电压和电动势与上述水流情况很相似。如图1-5所示，电源的正极输出电流，流到A点，经R₁流到B点，通过R₂流到C点，回到电源的负极。

与图1-4水流示意图相似，图1-5中，A、B点也有高低之分，只不过不是水位，称作电位，A点电位较B点电位高。为了计算电位的高低，也需要找一个基准点作为零点，为了表明某点为零基准点，通常在该点画一个“⊥”符号。该符号称为接地符号。接地符号处的电位规定为0V，电位单位不是米，是伏特（简称伏），用V表示。在图1-5所示电路中，C点的电位为0V（该点标有接地符号），A点的电位为3V，表示为U_A=3V，B点的电位为1V，表示为U_B=1V。

2.电压

图1-5中，A点和B点的电位是不同的，有一定的差距，这种电位之间的差距称为电位差，又称电压。A点和B点之间的电位差用U_AB表示，等于A点电位U_A与B点电位U_B的差，即U_AB=U_A-U_B=3V-1V=2V。因为A点和B点的电位差实际上就是电阻器R₁两端的电位差（电压），R₁两端的电位差用U_R1表示，所以U_AB=U_R1。

3.电动势

为了让电路中始终有电流流过，电源需要在内部将流到负极的电流源源不断地“抽”到正极，使电源正极具有较高的电位，这样正极才会输出电流。当然，电源内部将负极的电流“抽”到正极需要消耗能量（如干电池会消耗掉化学能）。电源消耗能量在两端建立的电位差称为电动势，电动势的单位也为伏特。图1-5所示电路中，电源的电动势为3V。

由于电源内部的电流方向是由负极流向正极的，故电源的电动势方向规定为从负极指向正极。