1.2 电流和电压的参考方向

s 自由电子
1kA=103A 1mA=10-3A 1 A=10-6A
E
A（安培）、 kA、mA、A
2、电流的大小---电流强度，简称电流
q(t ) i (t ) = lim = t →0 t
dq( t ) dt
式中dq 为通过导体横截面的电荷量，电荷的单位：库[仑] （C）。若dq/dt即单位时间内通过导体横截面的电荷量为常 数，这种电流叫做恒定电流，简称直流电流，常用大写字母I 2 表示。
元件(导线)中电流流动的实际方向只有两种可能:
实际方向
A

B
A 问题

实际方向
B
对于复杂电路或电路中的电流随时间变化时， 电流的实际方向往往很难事先判断。
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问题
对于复杂电路或电路中的电流随时间变化时， 电流的实际方向往往很难事先判断。 判断R3上电流I3的方向？
I
R1
I1 I3 ?
I2 R3
R2 R5
U
B
A
+
U
B
(3)用双下标表示
A
UAB
B
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3、关联参考方向 电流和电压的参考方向可任意假定，而且二者是 相互独立的。 若选取电流i的参考方向从电压u的“+”极经 过元件A本身流向“-”极，则称电压u与电流i 对该元件取关联参考方向。否则，称u与i对A 是非关联的。
iA iB A B uB
uA与iA关联 uB与iB非关联
V (伏)、kV、mV、V
2、电压的极性（方向） 实际极性：规定两点间电压的高电位端为“+”极，低电位 端 为“-”极。两点电位降低的方向也称为电压的方向。 参考极性：假设的电压“+”极和“-”极。 若参考极性与实际极性一致，电压为正值，反之，电 压为负值。
问题
复杂电路或交变电路中，两点间电压的实际方向 往往不易判别，给实际电路问题的分析计算带来 困难。
1.2 电流和电压的参考方向
为了定量地描述电路的性能，电路中引入一些物理 量作为电路变量； 通常分为两类：基本变量和复合变量。
电流、电压由于易测量而常被选为基本变量。
复合变量包括功率和能量等。 一般它们都是时间t的函数。
1
1.2.1 电流 1、电流的形成 在电场力作用下，电荷有规则的 定向移动形成 电流，用 i (t)或i表示。 单位：安[培]（A）。
1、今后，电路图上只标参考方向。电流的参考方向是 任意指定的。
电流参考方向的两种表示： 用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。
i
A
参考方向
B
用双下标表示：如 iAB , 电流的参考方向由A指向B。
A
iAB
B
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2、电流是个既具有大小又有方向的代数量。在没有设 定参考方向的情况下，讨论电流的正负毫无意义。
表明
B 电流(代数量)
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电流的参考方向与实际方向的关系： i A 参考方向 i B A
大小 方向(正负）
参考方向 实际方向 B
实际方向
i>0
i<0
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参考方向假设说明两点：
1、原则上可任意设定；
2、习惯上：
A、凡是一眼可看出电流方向的，将此 方向为参考方向； B、对于看不出方向的，可任意设定。
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4、电流总结
US R4
交流电路中电流方向是随时间变化的，在电路图上无法用一 个箭标表示它的实际方向。 任意假定一个方向作为电流的方向，称为电流的参考方向
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电流的实际方向与参考方向的关系 实际方向——规定为正电荷运动的方向。 参考方向——假定正电荷运动的方向。
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参考方向 i 参考方向
任意假定一个正电荷运动的方 向即为电流的参考方向。
uA
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元件或支路的u，i 采用相同的参考方向称之为 关联参考方向。反之，称为非关联参考方向。
i
+ u
关联参考方向
i
u
非关联参考方向
+
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4、电压说明
1)、今后，电路图中只标电压的参考极性。在没有标参 考极性的情况下，电压的正、负无意义。 2)、电路图中不标示电压/电流参考方向时，说明电压/ 电流参考方向与电流/电压关联。 3)、电路中各点电位随所选参考点的不同而不同，而两 点间的电压不随参考点的不同而改变。
如果电流的大小和方向不随时间变化，则这种电流叫恒定 电流，简称直流(Direct Current)，简写作dc或DC，可用符 号I表示。 如果大小和方向都随时间变化，则称为交变电流，简称交 流(Alternating Current)，简写作ac或AC。
3
3、电流的方向 实际方向——规定为正电荷运动的方向。
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问题
复杂电路或交变电路中，两点间电压的实际方向 往往不易判别，给实际电路问题的分析计算带来 困难。
电压(降)的参考方向 参考方向 U 实际方向
+
–
+
假设高电位指向低电 位的方向。 参考方向 U – 实际方向
+
–
–
+
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U >0
U<0
电压参考方向的三种表示方式： (1) 用箭头表示：
A
(2)用正负极性表示
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例
＋
i
B
A
u
－
注意
电压电流参考方向如图中所标， 问：对A、B两部分电路电压电 流参考方向关联否？ 答：A电压、电流参考方向非关联； B电压、电流参考方向关联。
① 分析电路前必须选定电压和电流的参考方向 ② 参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注(包括方向 和符号)，在计算过程中不得任意改变 ③ 参考方向不同时，其表达式相差一负号，但电压、电流 的实际方向不变。
1.2.2 电压
1、电压的定义
单位正电荷q 从电路中一点移至参考点（
电位
＝0）时电场力做功的大小。
单位正电荷 q 从电路中一点移至另一点 时电场力做功（W）的大小。
i a N u b
W u lim q 0 q
dW dq
电压U
实际电压方向
电位真正降低的方向。
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单位