1.2.3　电动势

1.6　电动势

（1）什么是电动势

我们都知道电压的产生就好比水压，一头水位（类比电位）高，一头水位低，就会有水压。但是水压不会平白无故地产生，此时电源力就好比一种能抽水的东西，这个东西会使劲地把“负极”中的水往一个叫做“正极”的水库中抽，这样“正极”中水位很高（类比电位高），而“负极”水库缺水，这样形成水压，电源也就有了电压。而当从“正极”水库中开条沟渠（类比电源外接的导线）后水就会流到“负极”水库中，而此时电源中的专门“抽水”的电源力又看到负极中有好多水，它又开始不停地往正极中抽，就这样电路就一直工作着。

电源是个特殊的设备，它的作用就是利用电源中的化学能、光能、机械能转换成“电源力”这台超级“抽水机”可以使用的动力，而电源力获得动力后就努力做功将“正电荷”使劲往“正极”抽，而这个功就是电动势（也称为电源电动势）。

电动势是产生和维持电路中电压的保证。电源的电动势一旦耗尽，电路就会失去电压，就不再有电流产生。例如在图1-1所示的实验中，当换上无电动势的电池后，合上开关，灯泡不亮，就是这个道理。

（2）电动势的大小

电动势等于在电源内部电源力将单位正电荷由低电位（负极）移到高电位（正极）做的功与被移动电荷电量的比值。即

E=

式中，W的单位为J（焦），q的单位为C（库），E的单位为V（伏）。

电动势是衡量电源的电源力大小（即做功本领）及其方向的物理量。

（3）电动势的方向

规定电动势方向由电源的负极（低电位）指向正极（高电位）。在电源内部，电源力移动正电荷形成电流，电流由低电位（正极）流向高电位（负极）；在电源外部电路中，电场力移动正电荷形成电流，电流由高电位（正极）流向低电位（负极），如图1-20所示。

图1-20　电动势的方向示意图

（4）生活中常用电源

电源是将其他形式的能转换成电能的装置，生活中常见的电源是干电池（直流电）与交流电源。

直流电源是一种能量转换装置，它把其他形式的能量转换为电能供给电路，以维持电流的稳恒流动，如图1-21所示。能够提供一个稳定电压和频率的电源称交流稳定电源。

图1-21　常用直流电源