电压是描述电场中两点之间电势差的物理量，它反映了单位正电荷在电场中从一点移动到另一点时电势能的变化。理解电压的产生需要从电荷的基本性质说起。
一、电荷与电压的起源
自然界中存在两种基本电荷：正电荷和负电荷。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。当电荷分离并在空间形成不均匀分布时，就会产生电场。例如，在电池中，化学反应使得电子从正极移动到负极，导致正负极之间出现电荷差异，从而产生电压。
二、电压产生的机制
- 化学能转换：电池通过化学反应将化学能转化为电能，使正负电荷分离，形成电压。
- 电磁感应：导体在变化的磁场中运动时，会产生感应电动势，这是发电机的工作原理。
- 摩擦起电：不同物质摩擦时，电子从一个物体转移到另一个物体，产生静电电压。
- 光伏效应：光照射半导体材料时，光子能量使电子跃迁，产生电压。
三、正负电荷与能量的关系
需要澄清的是，物理学中并不存在"正负能量"的概念，而是正负电荷。电荷本身携带电势能：
- 正电荷在电场中从高电势点移动到低电势点时，电势能减少
- 负电荷在电场中从高电势点移动到低电势点时，电势能增加
在电路中，电压驱动电荷定向移动形成电流。正电荷习惯上被定义为电流方向，但实际上在金属导体中移动的是带负电的电子。
四、电压的测量与应用
电压的单位是伏特(V)，测量工具是电压表。从微小的生物电信号(mV级别)到家庭用电(220V)再到高压输电(数万伏)，电压在各类电子设备、电力系统中发挥着关键作用。
电压源于电荷分离产生的电势差，是驱动电荷移动、实现能量转换的重要物理量，而所谓的"正负能量"实际上是指正负电荷所具有的电势能差异。
