电荷在电路中移动，就会有能量交换发生。单位正电荷由电路中a点移动到b点所获得或失去的能量称为a，b两点的电位差（Potential Difference）或称为a，b两点的电压（Voltage），即

其中，dq为由a点移动到b点的电荷量，单位为库仑（C），dW为电荷移动过程中所获得或失去的能量，单位为焦耳（Joule——J），电压的单位为伏特（Volt——V）。在实际应用中，电压的单位还有kV、mV和μV，它们之间的关系为：1kV=103V、1mV=10-3V、1μV=10-6V。

将电路中任一点b作为参考点，把a点相对参考点b的电压称为a点的电位（Potential），用uab或Ua表示，单位为伏（V）。在集总参数电路中，元件两端钮间的电压与路径无关，而仅与起点和终点的位置有关。电路中a，b两点间的电压，就是a点电位与b点电位之差，即

若uab＞0，则a点的实际电位高于b点的实际电位；若uab＜0，则a点的实际电位低于b点的实际电位；若uab=0，则a，b两点的实际电位相等。

与电流类似，电压也分为恒定电压和时变电压两种。凡大小和方向都不随时间变化的电压，称为恒定电压或直流电压，一般用符号U表示；凡大小和方向随时间变化的电压，称为时变电压，一般用符号u表示。大小和方向随时间作周期性变化且平均值为零的时变电压，称为交流电压。

习惯上把电压降低的方向规定为电压的方向。将高电位称为正极，低电位称为负极。电压的大小可用电压表来测量。与电流类似，电路中各电压的实际极性往往不能事先确定，在分析时，也要引入电压的参考极性，用“+”号和“-”号分别标注在电路图的a点和b点附近，表示电压的极性。若计算出的电压uab＞0，则表明该时刻a点电位比b点电位高；若电压uab＜0，则表明该时刻a点电位比b点电位低。因此，根据电压的参考极性和计算所得的电压值的正负就可以确定实际电压的极性。如图1-7所示。图1-7（a）中uab=5V＞0，表明此时刻a点的电位高于b点，实际极性与参考极性一致；图1-7（b）中uab=-5V＜0，表明此时刻a点的电位低于b点，实际极性与参考极性相反。(www.daowen.com)

图1-7　电压的参考极性

综上所述，电压不仅有大小，而且有极性。同样，电流不仅有大小，而且也有方向。要完整表示出电压和电流，必须同时给出它们的大小和方向。但在对电路分析之前，电路中电压实际极性和电流的实际方向往往是未知的，也可能是随时变化的。因此，有必要引入电压的参考极性和电流的参考方向。对于二端元件而言，电压的参考极性和电流的参考方向是任意选择的，所以，电压参考极性和电流参考方向的选择就有四种可能的方式，如图1-8所示。

图1-8　二端元件电流参考方向和电压的参考极性

（a）、（b）为关联的参考方向；（c）、（d）为非关联的参考方向

为了电路分析和计算的方便，常采用电压和电流的关联参考方向（Associated Reference Direction），所谓关联参考方向是指电流的参考方向从电压参考极性中标有“+”号一端流入，而从标有“-”号的另一端流出。在实际选择时，对于一个确定的电路元件或支路而言，当电压的参考极性已经规定时，电流参考方向从“+”指向“-”；当电流参考方向已经规定时，电压参考极性的“+”号标在电流参考方向的进入端。简单地说，电压与电流的关联参考方向指的是电流的参考方向选择是沿着电压降的方向，否则即为非关联的参考方向。图1-8所示电路中（a）和（b）为关联参考方向，而（c）和（d）为非关联的参考方向。在二端元件的电压和电流采用关联的参考方向时，电路图中可以只标明电流的参考方向，或只标明电压的参考极性。