电压的参考方向

电压的参考方向

问题的提出

在复杂电路中,难于判断元件中物理量的实际方向,电路如何求解?

解决方法

(1)在解题前先设定一个正方向,作为参考方向;(2)根据电路的定律、定理,列出物理量间相互关系的代数表达式;(3)根据计算结果确定实际方向:若计算结果为正,则实际方向与假设方向一致;若计算结果为负,则实际方向与假设方向相反。

为什么要引入参考方向?

(1)有些复杂电路的某些支路事先无法确定实际方向。为分析方便,只能先任意标一方向(参考方向),根据计算结果,才能确定电流的实际方向。(2)实际电路中有些电流是交变的,无法标出实际方向。标出参考方向,再加上与之配合的表达式,才能表示出电流的大小和实际方向。

如图所示,带电极板使电荷运动,电荷形成的电流方向为自A到B,这就是电流的实际方向。

1. 电流的参考方向

元件(导线)中电流流动的实际方向有两种可能:

电流参考方向与实际方向的关系:

电流参考方向有两种表示:

电流参考方向例:

2. 电压(降)的参考方向

电压参考方向的三种表示方式:

小结:

关联参考方向:元件或支路的、常采用相同的参考方向(即:电流的参考方向为从电压的正极性端流向负极性端)则称,取关联参考方向,如下所示:

参考方向也称为假定正方向,以后讨论均在参考方向下进行,不考虑实际方向。

实例

已知: US=2V, R=1Ω 。问:当分别为3V和1V时,=?

解:

(1)假定电路中物理量的正方向如图所示:(2)列电路方程。```US - UR - IR = 0```(3)数值计算。当时:```IR = US - URIR = 3V - 2VIR = 1A```当时:```IR = US - URIR = 1V - 2VIR = -1A```注意:当计算结果为负时,表示实际方向与假设方向相反。

国际单位制中变量的单位

当电量的数值过大或过小时,常用十进制的倍数表示。一些常用的十进制倍数的表示法:

电压的参考方向有几种表示方法?分别是如何表示的?
符号 名称 十进制倍数
特拉
吉咖

在电路中,电压和电流的关联方向由基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律确定。这些定律可以用来确定电压和电流的参考方向。基尔霍夫电压定律规定,在一个闭合回路中,所有电压之和等于零。也就是说,如果您选择一个方向作为电路中电压的正方向,那么在沿着该方向移动时,所有通过的电压都必须具有与该方向相同的符号。如果通过的电压具有与该方向相反的符号,则应该选择相反的方向作为电压的正方向。类似地,基尔霍夫电流定律规定,在一个节点处,所有流入节点的电流之和等于所有流出节点的电流之和。因此,如果您选择一个方向作为电路中电流的正方向,那么在沿着该方向移动时,所有进入节点的电流都必须具有相同的符号,而所有离开节点的电流都必须具有相反的符号。总之,通过选择一个方向作为参考方向,并遵守基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律,您可以确定电压和电流的关联方向。

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