電壓和電流是兩種電力中基本的概念。它們是兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)但不一定相互依賴的量。

為了使電流在導(dǎo)線中流動，它需要一個(gè)電位差，即電壓，這是電流的原因。

更形象的說，電流相當(dāng)于水流，而電壓相當(dāng)于高度差，電壓大，電流就大。沒有身高。水還在，只是不流了。電也是如此。

今天主要介紹電壓、電流以及它們之間的關(guān)系。

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電壓的基礎(chǔ)理論

1.電壓的定義

電壓的概念

電壓：又稱電勢差或電位差，是一個(gè)物理量，用來度量靜電場中單位電荷因電勢不同而產(chǎn)生的能量差異。

任何電器或元件通過電流時(shí)，兩端都有電壓，電壓的方向定義為從高電位到低電位的方向。

國際單位制中電壓的主要單位是伏特(V)，簡稱伏特，用符號V表示。

1伏等于每1庫侖電荷所做的1焦耳的功，即1V=1J/C，強(qiáng)電壓的單位是千伏(kV)，弱電壓的單位可以是毫伏(mV)和微伏(v)。

它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系是：

1kV=1000V

1V=1000mV毫伏

1mV=1000V

2.電壓的作用

電壓使電路中的自由電荷定向運(yùn)動形成電流，所以電壓是電流的原因。

如果主電路中有電源(或電路兩端有電壓)并且電路接通，則可以在電路中獲得連續(xù)電流。

3.電壓計(jì)算公式

有兩種電壓：DC電壓和交流電壓。計(jì)算公式中表示的符號不同。DC電壓用大寫字母“U”表示，而交流電壓用小寫字母“U”表示。電壓計(jì)算公式為：

上式中，U代表電壓，W代表電功率(單位焦耳)，Q代表電量(單位庫侖)。功率除以電量就是電壓。

AB是A點(diǎn)和B點(diǎn)之間的電壓以及這兩點(diǎn)之間的電功率。

在一般電路中，有時(shí)這兩個(gè)參數(shù)沒有簡寫形式：

但是，電工嚴(yán)格的共識寫作習(xí)慣，好處總是大于壞處。

4.直流電壓與交流電壓

DC電壓是電壓的大小和方向不隨時(shí)間變化，用大寫字母u表示

其大小和方向隨時(shí)間變化的電壓稱為可變電壓。交流電壓是重要的可變電壓。交流電壓的瞬時(shí)值應(yīng)該用小寫字母U或u(t)表示。

DC的電壓值在作用時(shí)間內(nèi)處處相等，而交流電的瞬時(shí)值和方向隨時(shí)間變化，所以我們一般討論交流電的有效值。

電流的基礎(chǔ)理論

1.電流的定義

電流大小的定義

電流：電荷的定向運(yùn)動，其大小稱為電流強(qiáng)度，是指單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線某一截面的電荷量。電流通常用I表示，單位為安培(A)，毫安(mA)或微安(uA)也常用作單位。

1mA=1000uA毫安，1毫安=1000毫安.

電流分為交流電和直流電。交流電：大小和方向都周期性變化。家用壁掛式電器使用民用交流電源。直流電：方向不隨時(shí)間變化。日常生活中使用的可移動外部電源提供直流電。2.電流計(jì)算公式

電流的大小用單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量(電流強(qiáng)度)來衡量，用Q來表示單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電量(用字母T表示)。目前的計(jì)算公式如下：

公式中T以秒(s)為時(shí)間單位，庫侖(c)為電量Q的單位，安培(a)為電量I的單位，大家初中都學(xué)過。

3.電流的方向

電流不僅有大小，還有方向。規(guī)定正電荷運(yùn)動的方向就是電流的實(shí)際方向。

對于一個(gè)簡單的電路，根據(jù)物理知識不難判斷正電荷運(yùn)動的方向，從而確定電流的實(shí)際方向。

對于復(fù)雜電路，引入了參考方向的概念，所謂參考方向就是預(yù)先假定的電流方向。

參考方向可以與實(shí)際電流方向相同或相反。

電流參考方向和實(shí)際方向之間的關(guān)系

當(dāng)分析t

電壓與電流的關(guān)系

電壓和電流一般可以用電壓表和電流表測量。這是實(shí)驗(yàn)室的示意圖。目前電網(wǎng)使用的是多功能電能表，一表即可采集電壓、電流、電能、諧波等數(shù)據(jù)，大部分可以遠(yuǎn)程上傳數(shù)據(jù)。

電壓表和電流表的異同

電流是由電壓產(chǎn)生的，因此有電流必須要有電壓。相反，有電壓不一定有電流比如一塊電池放在地上，電池的正負(fù)極有電壓，沒有電流。

電流確定公式I=U/R，電流由電壓和電阻共同決定，不能只看一個(gè)。電壓越大，電流越大，電阻越大，電流越小。這是歐姆定律。

電網(wǎng)的電壓等級

這里先說一下電網(wǎng)中電壓等級的劃分。

通常高壓是指1kV以上的電壓等級，低壓是指用于配電的交流電力系統(tǒng)中1kV及以下的電壓等級。

業(yè)內(nèi)還有一種說法是380V以上的電壓稱為高電壓，所以我們以前所說的220V、380V就是低電壓，高于這個(gè)電壓的就是高電壓。高壓電器的流行分類：

電網(wǎng)電壓等級

所謂的高壓、超高壓、超高壓沒有本質(zhì)區(qū)別(隨著電壓的升高，絕緣要求和安全要求會有所不同)。只是人們稱呼不同，界線是約定俗成的，沒有明文規(guī)定。電網(wǎng)是指整個(gè)供配電系統(tǒng)，包括發(fā)電廠、變電站、線路和用電側(cè)。為了保護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行，電網(wǎng)的標(biāo)稱電壓應(yīng)低于設(shè)備上的額定低壓，即10KV電網(wǎng)應(yīng)使用12KV電氣設(shè)備(或開關(guān))，35KV電網(wǎng)應(yīng)使用40.5KV電氣設(shè)備(或開關(guān))。以10KV為例：

1.區(qū)域變電站10KV出線電壓為10.5KV；

2.小區(qū)變電站受電電壓為10KV。

3.小區(qū)變電站出線電壓為400V。

4.住宅區(qū)用電設(shè)備為380V/220V。

重要負(fù)荷機(jī)組，電壓波動范圍2%

一般負(fù)荷機(jī)組，電壓波動范圍5%

農(nóng)村用電量，電壓波動幅度為10%

只要不大于上述波動范圍，就是合規(guī)的。

電壓還用于在劃分電網(wǎng)的輸變配用：

電力傳輸和變壓器配電的電壓分級

電網(wǎng)的電流

在電力系統(tǒng)中，額定電壓作為考慮的對象，電流用得較少。與電流有關(guān)，大概只有設(shè)備的電流限制值(本質(zhì)上是限制功率)和電能質(zhì)量的三相不平衡電流。

因?yàn)轭~定電壓有限，所以只有幾個(gè)，都在以上電壓等級。根據(jù)傳輸容量，額定電流是無限的。如果用電流來表示電力系統(tǒng)，那就更復(fù)雜了。

此外，控制電壓比控制電流更容易。要把電壓控制在某一點(diǎn)，可以用節(jié)點(diǎn)調(diào)壓等方法。

電壓和電流的基礎(chǔ)知識就說這么多，后面有必要的話會補(bǔ)充。如果看完這篇文章還不明白，還可以去電力知識圖譜的網(wǎng)站，上面有更詳細(xì)的電力知識。也歡迎您登錄電力知識圖譜，幫助我們優(yōu)化和完善電力知識圖譜的內(nèi)容。