1.2 电的基础

1.2.1 电压

在日常生活中谈及电池或电源时，总是会先关注这个电池或电源是多少伏。这个“ ”其伏实是“伏特”，指的就是电压，如图1.6所示。

水在水管中之所以能流动，是因为有着高水位和低水位之间的差别而产生的一种压力——水压。

想想看，将水管的出水口提高，超过水塔的高度，水还能流出来吗？

电压与水压的概念类似。电压是推动电荷定向移动形成电流的原因。电流之所以能够在导线中流动，也是因为在电路中不同点处有着高电势和低电势的差别，这种电势差就叫电压。

在电路中，任意两点之间的电位差称为这两点的电压。电压用两点之间符号“U”表示。

电压的单位是伏特，以意大利物理学家亚历山德罗·伏特的名字命名，用字母“V”表示。电压还有微伏（μV）、毫伏（mV）、千伏（kV）等单位。它们之间的换算关系是：

应注意的是，电压是跨接在某个器件两端或两点之间的。

在图1.7中，可以从左图a、b 两点给洗衣机加上220V的交流电压，洗衣机因此可以工作。也可以给右图的a、b 两点加上220V的交流电压。不论c、d 两点是否接有电器，c、d 之间都有220V的电压。其实插座电路就是如此，我们可以假设 c、d 两点就是插座的两个插孔。

假如给a、b两端加的是1.5V的电池电源，则如图1.8所示。

U _ab 为1.5V,a点的电位比b点的电位高1.5V；相对于b点而言，a点的电位是 1.5V。

图1.9所示的是另一种电压表示方法。在这里，b 点比a 点高-1.5V。可以看到，这里的+、-只是标识电压的参考方向。当电压的实际方向与参考方向一致时，电压值为正；反之，电压值为负。

安全电压

安全电压，是指人体接触后不致使人直接死亡、残疾的电压。

行业规定安全电压为不高于 36V，但一般环境条件下允许持续接触的“安全特低电压”是24V。需注意的是，一个电源对于人是否安全，不仅仅要看电压，还与电流相关。

1.2.2 电流

可以简单地这样理解——电是流动的。想想看，若电不是流动的，怎么从发电厂输送到我们家里？电就好比自来水，电线就好比水管。

自由电子的定向移动就形成电流。电流的大小称为电流强度，用字母 I表示。电流的单位是安培，以法国数学家和物理学家Andre-Marie Ampere的名字命名，用字母 A表示。

除了安培，常用的电流单位有千安（kA）、毫安（mA）及微安(μA)。它们之间的换算关系是千进制：

安全电流

一个电源对于人是否安全，除电压外，还与电流相关。

通常认为，对人体安全的电流大小为10mA。

电击对人体的危害程度主要取决于通过人体的电流大小和时间长短，如图1.10所示。

1.2.3 电路中的“地”

地是与电路相关的一个很重要的概念。地的经典定义是作为电路或系统基准的等电位点或平面。电路中“地”的分类与作用有多种。电路的“地”又称参考“地”，就是零电位的参考点，也是构成电路信号（电流）回路的公共段，它为设备中的所有信号电流提供了一个公共参考电位。在电路图中，通常用图形符号 或 来标识。

电子电路中的“接地”与电气线路中的“接地”是不同的——两者概念不同，目的也不同。

电子电路中的“地”通常是电路信号回路的公共点，通常是由电源的负极与“地”相连——电路板上大片的铜皮或金属屏蔽罩都是“地”。

电气线路、电器设备的接地通常是指“接大地”，并不是为线路电流、设备内的信号提供回路公共点，而是使设备外壳（与人体接触的部位）与大地等电位（为零），相当于一个保护、隔离层，如图1.11所示。

设备接大地是为了保护人员安全而设置的一种接线方式。洗衣机、冰箱等家用电器的三脚插头中，位于三角顶点的通常就是专门的接地端。不要将上面所述的设备外壳的接地与设备内部电路中的地等同起来，也千万不要将上面所述的设备外壳接地（地线）与220V交流电中的“零线”等同起来，如图1.12所示。如果使设备外壳与零线等同（连接在一起），可能会对使用者带来致命的伤害。