电路的基本物理量及参考方向

接线图 2023年07月21日 22:50 228 admin

电路是为能够实现某种需要、由若干电工元器件按一定方式相互联接起来的组合。
电路一般由电源（信号源）、负载和中间环节三部分组成。
    电源（信号源）是将其它形式的能量或信号转换为电能或电信号的装置。
    负载是取用电能，将电能转换为其它形式能量的装置。
    中间环节包括联接导线、控制电器和保护元件（开关、熔断器）等。
    电路的作用可分为两类：一类是实现能量的传输、分配和转换，另一类是信号的传递与处理。
一、电流及其参考方向
    电荷在电场力作用下，做有规则的定向运动就是电流。我们把单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流强度，用以衡量电流的大小。电流强度简称为电流，即

    电流的单位是安[培](A)。用毫安（mA）或微安（）为单位, 习惯上把正电荷运动的方向称为电流的实际方向。
    什么是电流的参考方向呢？它是分析计算电路的手段与工具，是人为规定的电流方向。
    在规定参考方向后，电流可以用一个代数量表示，即它不仅有数值，而且包含了正、负号。按参考方向分析电路得出的电流为正值，表明电流的参考方向与实际方向相同。反之，若得出的电流为负值，则表明电流的参考方向与实际方向相反。
    电流的参考方向标注方法有两种，一是在电路中，画一个实线箭头，并标出电流名称。二是用双下标表示，如I_ab表示从a流向b的电流。
二、电压及其参考方向
    电场力把单位正电荷从a点移到b点所做的功，定义的a、b两点间的电压，即
            电路的基本物理量及参考方向第3张
    电压的单位可用：伏[特]（V），千伏（KV），毫伏（mV）等来表示。
    同电流一样，电压也要任意选定其参考方向。
    电路中表示电压的参考方向有三种，a、b两点间电压的参考方向一是用箭头表示；二是用“+”、“－”符号表示；三是书写时用双下标的u_ab表示。
三、电动势及其参考方向
    电动势在数值上等于非电场力把单位正电荷由负极经电源内部移到正极所做的功。显然，电动势的单位也是伏特（V）。
    通常规定电动势的实际方向是由电源的负极指向电源的正极。同时也用这个方向表示电动势的参考方向。
四、电位
    电路中某点电位等于该点与参考点（计算电位的起点规定参考点电位为零）之间的电压。因此，电位计算的实质就是计算电压。我们只要选择一个合适的路径来计算电压，就可以计算出电位。
    当我们定义了电位的概念之后，电路中任意两点间的电压，则是这两点间的电位差，即。
                               U_ab=U_a-U_b
五、电功率
    元件在单位时间内转换的电能称为电功率，简称功率。计算功率的公式为

    功率的单位为瓦[特]（W）。元件上电能与电功率的转换有发出和吸收两种可能。
    1）在电压和电流的关联参考方向下

    2）在电压和电流的非关联参考方向下

    如果计算结果p>0，表示电压与电流的实际方向相同，元件吸收功率，是负载；反之，若计算结果为p<0，表示电压与电流实际方向相反，元件发出功率，是电源。