馬達小教室：電壓 ( I )

本文將以馬達的觀點來介紹電壓(Voltage，V)。

筆者對於電壓這名詞，總覺得不夠直觀，無法讓人從名稱上就直接認識並理解電壓是個什麼情況；其實電壓也有另一個更直覺的說法稱為，電位差。

電位差一聽到就能了解，是兩個位置的電有差異，就是電壓的真實涵義；而當兩位置有差異時，就可以用移動的能量來定義，嚴格來說就是一庫侖的電荷從A點移動到B點所需要的能量，其單位為伏特(V)。當然後續會延伸很多的細節，包括正電，負電，接地，直流電及交流電等等，但當兩位置間的電有差異時，就用電壓去描述這狀態。這裡也可以注意一件事，電壓描述的更像是狀態，只是用移動的能量去描述，而不是真正的能量移動；以口語的說法，電壓類似在描述一座山有多高，如此單純而已，而非真的花了體力爬山。所以真正會電人的，永遠是電流，不要搞錯對象。高壓電塔只是告訴我們，這是一座高山，萬一掉下來，肯定很嚴重；而低壓電，就跟從床上掉下來一樣，沒那麼痛。而之所以沒採用電位差，可能是用到三個字，比較繞口。

由於電壓是在描述兩位置的電差異，因此在面對著3萬伏特的高壓電塔時，皮卡丘帶著百萬伏特，那被電的肯定是高壓電塔，他們之間的電壓值是97萬伏特。另一個有趣的概念是當在山上遇到熊時，只要跑到比同伴快就可以；在遇到電的情況也是，假設10V的電，同時電到兩個人，A君本身的電位為10V，B君的接地良好電位為0，這時90%的電流會往B君走。當然細節要考慮的還很多，但概念就是電壓只是一個狀態的比較值，而非絕對值。

筆者本身是機械系出身的，因此也會考慮是否有同等的名詞或是定義可以互相比對。事實上還真有，在電能的系統中最主要的能量型態分別為電壓及電流，而在機械系統中，則可用位能及動能來描述所有的狀態；位能這名詞可能也是讓筆者覺得電位差更順耳的原因之一。

順便解釋一下位能的概念，當初上課聽到時的印象非常深刻，故事是這樣說的。當您千辛萬苦的爬到頂樓後，往外一跳時，為什麼會往下掉？這答案明明應該算是牛頓的萬有引力該背的鍋，沒想到老師告知，這就是位能阿！當我爬樓梯往上走時，就是一種用動能轉換成位能的型態，當我爬得越高，位能就累積的越大。當我往外一跳時，就是位能的釋放，轉為向下的動能。

後來知道這解釋不算完全，但確實好記，對於入門的初學者來說，也夠用了。

因此電壓就可對比於位能，電流就是動能；口語的描述就會變成，爬的越高，摔的越痛，電壓越高也電的越痛。

重點整理：

電壓只是在描述一種狀態的比較值。

高壓電真的要小心。

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