电压电流关联参考方向

三相电源的相线电压关系电工技术与电子技术电压和电流的参考方向电工技术与电子技术第1章电路的基本概念与基本定律主讲教师：王香婷教授电压和电流的参考方向主讲教师：王香婷教授电压和电流的参考方向主要内容：参考方向的概念及标注方法；参考方向与实际方向之间的关系；引入参考方向的欧姆定律。

重点难点：重点：电压、电流参考方向与实际方向之间的关系。

难点：引入参考方向的欧姆定律电压和电流的参考方向1. 电路基本物理量的实际方向电流 I 、电压 U 和电动势 E 是电路的基本物理量。

关于电压和电流的方向，有实际方向和参考方向之分。

电压的实际方向： 由高电位端指向低电位端；电流的实际方向： 正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向。

电动势的实际方向： 由低电位端指向高电位端。

R 3 + - E 1 R 1 + E2 R 2 - I3 I 3 ？ 在复杂电路或对于交变的电压、电流，实际方向难以判断—需事先指定参考方向。

（2）参考方向的表示方法 U ab双下标 电压：（1）参考方向 I在分析与计算电路时，对电量任意假定的方向。

2. 电路基本物理量的参考方向 正负极性 + –a bU U + _I ab 双下标 箭 标 a b R I 注意：在参考方向选定后，电流 ( 或电压 ) 值才有正负之分。

电流： + R 0 E 3V R实际方向与参考方向一致，电流(或电压)值为正值；实际方向与参考方向相反，电流(或电压)值为负值。

（3）实际方向与参考方向的关系若 I = 5A ，则电流从 a 流向 b ；例1： 若 I = –5A ，则电流从 b 流向 a 。

若 U = 5V ，则电压的实际方向从 a 指向 b ；若 U = –5V ，则电压的实际方向从 b 指向 a 。

在电路图中所标电压、电流的方向 、电动势的方向， 一般均为参考方向。

a b R I a b R U + – 在参考方向选定后，电流 ( 或电压 ) 值才有正负之分。

§1-3 电流、电压的参考方向在电路分析和计算中，首先要对每个元件假设一个电流的正方向，这就是电流的参考方向。

在电路图中，电流的参考方向用箭头表示，如图1-3-1()a ()b 所示。

当完成电路的分析计算后：如果求得电流I 为正时，说明电流的参考方向即是实际电流的正方向，实际电流由A 流向B ；当电流I 为负时，说明电流的参考方向与实际电流正方向相反，实际电流由B 流向A。

在电路理论中，电压的正方向规定为电压降落的方向。

对每个元件假设一个电压的正方向，即电压的参考方向。

在电路图中，电压参考方向的表示方法如图1-3-2 ()()a b 所示。

当电压U 为正值时，说明电压的参考方向即是电压的实际正方向，A 点的电位比B 点高U 伏；当电压U 为负值时，说明电压的参考方向与电压的实际正方向相反，A 点的电位比B 点低U 伏。

对于一个电路元件，当它的电压和电流的参考方向选为一致时，通常称为关联参考方向，如图1-3-3()a 所示。

在关联参考方向情况下，若元件功率P UI =为正值，表明该元件消耗功率；相反，若元件功率P UI =为负值，表明该元件发出功率。

当一个电路元件的电压和电流的参考方向选为相反时，通常称为非关联参考方向，如图1-3-3()b 所示。

在非关联参考方向情况下，上述结论恰好都反一反，即当元件功率P UI =为正值时，表明该元件发出功率；当元件功率P UI =为负值时，表明该元件消耗功率。

例1-3-1 图1-3-5所示电路中，已知电流源电流1S I A =，电压源电压6S U V =，电阻图1-3-1图1-3-2图1-3-310R =Ω，试求电流源的端电压U 、电压源和电流源发出的功率分别为多少？解：由图1-3-5可知，流过电阻R 的电流就等于S I ，故电流源的端电压为：101616 ()S S U RI U V =+=⨯+=对于电压源，流过电压源的电流即是S I ，它与电压源的端电压的方向一致，0S S P U I =>，说明电压源消耗功率，而例题要求电压源发出功率，于是：6 ()S U S S P U I W =-=-对于电流源，其电流S I 与端电压方向相反，0S P U I =>，说明电流源发出功率，于是：16 ()S I S P U I W ==对于电阻R ，它消耗的功率为：210 ()R S P I R W ==整个电路发出功率和消耗功率相等，能量守恒。

电路中的电流与电压的方向规则电路是电学中的基础概念，而了解电路中的电流与电压的方向规则则是理解电路行为的重要一环。

在电路中，电流和电压有固定的方向规则，遵循这些规则可以方便地分析和计算电路中的各种参数和性质。

1. 电流的方向规则电流是电荷运动的载体，其运动方向是电流方向。

在电路中，电流的方向规则可以通过两个原则来确定：电荷守恒定律和电流的参考方向。

首先是电荷守恒定律。

电流的方向是由正电荷流向负电荷的方向。

在直流电路中，正电荷由正极流向负极，电流的方向则与电子流动的方向相反。

其次是电流的参考方向。

电路中，我们通常假设电流的参考方向为自电源的正极流向负极。

这是因为正电荷上的势能减少，而负电荷上的势能增加。

根据电流的参考方向，我们可以通过符号来表示电流的方向，正负号分别代表电流的流向与参考方向相同或相反。

在分析电路时，我们可以根据电流的方向规则来推导电流的分布和流动情况，有助于理解电路中各元件的工作状态和相互影响。

2. 电压的方向规则电压是电路中电势差的测量，表示电荷传输的能力。

电压的方向规则也可以通过两个原则来确定：电势降低方向和电压参考方向。

首先是电势降低方向。

在电路中，电势降低方向指的是电荷从高电势一侧移动到低电势一侧的方向。

按照电势降低的方向，我们可以确定电压的方向。

其次是电压的参考方向。

电路中，我们通常假设电压的参考方向为自电源的正极指向负极。

这是因为电荷在这个方向上做功，得到能量。

根据电压的参考方向，我们可以通过符号来表示电压的方向，正负号分别代表电压的方向与参考方向相同或相反。

了解电压的方向规则有助于我们推导电路中的电势分布和电荷传输的路径，对于分析电路中各元件的工作状态和性能有一定的指导作用。

总结：电路中的电流与电压的方向规则对于理解电路行为和性质具有重要意义。

电流的方向规则遵循电荷守恒定律和电流的参考方向，可以通过符号来表示；而电压的方向规则则遵循电势降低方向和电压的参考方向，同样可以通过符号来表示。

电路的参考方向引言：电路是电子技术的重要组成部分，它在我们日常生活中扮演着至关重要的角色。

而电路的参考方向则是指在设计和分析电路时所遵循的一种标准或约定。

本文将介绍电路的参考方向及其重要性，以及常见的参考方向规定。

一、电流的参考方向在电路中，电流的参考方向是一个关键概念。

根据电流的参考方向，我们可以判断电流的流动方向，从而进行电路的分析和计算。

一般来说，电流的参考方向是从正电压端流向负电压端，或者从高电位流向低电位。

在电路图中，电流的参考方向可以用箭头表示，箭头的方向指示了电流的流动方向。

二、电压的参考方向电压的参考方向也是电路设计和分析中一个重要的概念。

电压的参考方向可以决定电路中各个元件之间的电势差，从而帮助我们理解电路的工作原理和性能。

一般来说，电压的参考方向是从高电位指向低电位。

在电路图中，我们可以用箭头表示电压的参考方向，箭头的方向指示了电压降的方向。

三、信号传输的参考方向在通信电路和数字电路中，信号的传输方向也是一个重要的参考方向。

信号的传输方向决定了信息的流动路径，从而影响着电路的工作和性能。

一般来说，信号的传输方向是从发送端到接收端。

在电路图中，我们可以用箭头表示信号的传输方向，箭头的方向指示了信号的流动路径。

四、参考方向的重要性电路的参考方向对于电路设计和分析来说是至关重要的。

它可以帮助我们理解电路的工作原理，正确分析电路中各个元件之间的关系。

如果没有参考方向，我们将无法判断电流的流动方向，电压的降落方向，以及信号的传输路径，从而无法进行电路的分析和计算。

因此，参考方向的确定对于电路的设计和分析是不可或缺的。

五、常见的参考方向规定为了统一电路的设计和分析，人们制定了一些常见的参考方向规定。

例如，在电路中，电流的参考方向通常是从正电压端流向负电压端，电压的参考方向是从高电位指向低电位，信号的传输方向是从发送端到接收端。

这些规定为电路的设计和分析提供了基础，使得不同人在进行电路设计和分析时可以遵循相同的标准，减少了误解和混乱的可能性。

1.2 电流和电压的参考方向1.电流及其参考方向（1）电流：带电粒子有规则的定向运动。

（2）电流强度: 描述带电粒子定向移动的强弱,大小等于单位时间通过某一截面的电荷（电量）。

“电流强度”简称“电流”，记为“ i ”或者“I ” 。

交流 电流直流方向随时间变化 方向不随时间变化Δq dqi lim 大小随时间变化Δ0 Δt dtΔq q 大小不随时间变化 I Δt t 第 1 页电流强度单位: A（安培） kA，mA，A电荷单位: C（库伦）1个电子的电荷是 1.602×1019C1C的电荷相当于 1/1.602×1019=6.24×1018个电子dq idtdq idt电流强度的其他单位: C/s（库伦/秒） 1A=1C/s电荷的其他单位: As或mAh 1As=1C 1mAh=3.6C第2 页例如：充电电池上标有：2700mAh ，这个指的是电池的容量。

分析：2700mAh=2700 10-3 3600=9720C如给电流是10mA的负载供电 理想情况下可连续使用：2700mAh/10mA=270h有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）第3 页关于电流和电荷的单位安培是国际基本单位，库仑是导出单位。

安培定义：在真空中相距1m的2根无限长平行导线通以相等的 恒定电流，当每米导线上所受作用力为210-7N时，各导线上 的电流为 1A。

按发现的时间“先电荷”,后“电流”按单位定义“先安培”,“后库伦”第4 页（3）实际电流方向 规定正电荷的运动方向为电流的实际方向。

实际方向 实际电路的电流方向不好确定i? i?R1R2U S1R3US2第5 页(4)电流的参考方向 定义: 任意假定的正电荷移动的方向。

i A参考方向 B电流的参考方向与实际方向的关系：电流是代数量 大小 正负(方向）与实际同向i参考方向与实际反向i参考方向A实际方向 Bi>0A实际方向 Bi<0第6 页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。

电压、电流的方向是客观存在的,但在分析较为复杂的直流电路时,事先不能准确判断各支路中电流的实际方向;对于交流电流讲,其方向随时间而变,无法用一个明确的方向来表示它的实际方向。

电压、电流的参考方向,是《电路分析》课程中一个非常重要的概念。

根据电压、电流参考方向可以确定电阻元件的伏安关系;电压、电流参考方向应用于支路电流法中可求解支路电流;电压、电流参考方向能体现电路元件功率的物理意义。

所以电压、电流参考方向是研究、分析一切电路问题的开门斧,贯穿于整个电路学习的始终。

一、根据电压、电流参考方向确定电阻元件的伏安关系在分析与计算电路时,常可以任意选定某一方向作为电流正方向或称为参考方向。

所选的电流参考方向并不一定与电流的实际方向一致,当电流的实际方向与其参考方向一致时,电流为正值;反之,当电流的实际方向与其参考方向相反时,电流为负值。

图1电阻元件端电压与电流之间关系如图1(a )所示,先规定电阻元件端电压(虚线所示)、电流参考方向。

当电压和电流的参考方向一致时,电阻元件端电压与电流之间符合欧姆定律U=IR ,U>0时,则I>0,说明电路中电流实际方向与参考方向一致。

如图1(b )所示,当电压、电流的参考方向选得相反时,则电压、电流之间满足U=-IR ,在这种情况下,若U >0,则I<0(反之U<0,则I>0),说明电路中电流的实际方向与参考方向相反。

以上说明,只有在规定了U 、I 参考方向的前提下,电阻元件端电压、电流之间的关系才能确定,才能正确地反映电路中电压、电流的实际情况。

对于电压的参考方向,也可以任意选定,它与电流参考方向的选定本来是无关的,但是为了方便起见,在外电路中常常使电压和电流两者的参考方向一致,称之为关联参考方向,一般在电路图中只标出电流的参考方向即可将电压、电流的参考方向一并表示。

二、电压、电流参考方向在支路电流法中的应用在用支路电流法分析电路时,需要经常列写KVL 、KCL 方程。

§1-2电压、电流和功率的参考方向一、 电流参考方向谈到电流的正或者负值，应该指明是相对哪个方向的电流，即：应该指明电流的参考方向。

1．电流参考方向在图中的表示：若I 或i 为正值，表明实际电流从a 端流向b 端；若I 或i 为负值，表明实际电流从b 端流向a 端。

注意1：大写字母⇔非时变信号（直流信号）；小写字母⇔时变信号（非直流信号）。

注意2：小写字母可以代替大写字母；但大写字母不可代替小写字母。

2．电流参考方向在计算式中用下标表示：,ab ab I i 表示：电流参考方向从a →b若ab I 或ab i 为正值，表明实际电流从a 端流向b 端；若ab I 或ab i 为负值，表明实际电流从b 端流向a 端。

3．讨论1）电流参考方向并非电流的实际方向。

0>I ：电流实际方向与电流参考方向相同；0<I ：电流实际方向与电流参考方向相反。

2）电流参考方向可任意指定。

同一电流，指定的电流参考方向不同，电流值相差一个负号。

ba ab I I -=3）没有指明参考方向的电流，其正负号是没有意义的。

二、电压参考方向谈到电压的正或者负值，应该指明是相对哪一点的电压，即：应该指明电压的参考方向。

1．电压参考方向在图中用参考极性表示：若U 或u 为正值，表明实际电压a 端为正，b 端为负； 若U 或u 为负值，表明实际电压b 端为正，a 端为负。

或者，电压参考方向在图中用箭头指明：若U 或u 为正值，表明实际电压从a 端指向b 端；若U 或u 为负值，表明实际电压从b 端指向a 端。

2．电压参考方向在计算式中用下标表示：,U u,ab ab U u 表示：电压参考方向从a →b （a 为正，b 为负）。

若ab U 或ab u 为正值，表明实际电压方向与参考方向同； 若ab U 或ab u 为负值，表明实际电压方向与参考方向反。

3．讨论1）电压参考方向并非电压的实际方向。

0>U ：电压实际方向与电压参考方向相同；0<U ：电压实际方向与电压参考方向相反。