理论教育 电流参考方向及相关内容解析

电流参考方向及相关内容解析

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:习惯上把正电荷移动方向规定为电流方向。图1-3电荷在导体内定向移动产生电流图1-4电流的方向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,不能够在电路图上标出适合于任何时刻的电流方向。根据电流的参考方向和电流量值的正负,就能确定电流的实际方向。图1-5电流的参考方向与实际方向的关系电流的参考方向除用箭头表示外,还可以采用双下标来表示。图1-6电流的参考方向

电流参考方向及相关内容解析

带电粒子在外电场的作用下作定向移动,其中电子负离子等带负电荷将逆着电场方向移动,正离子带正电荷沿着电场方向移动,从而在导体中形成电流,如图1-3所示。电荷用符号q或Q表示,它的单位为库仑(Coulomb),简称库(C)。

单位时间内通过导体横截面的电荷定义为电流(Current),用符号i或I表示,其数学表达式为

国际单位制中,电荷的单位为库(C),时间的单位为秒(s),则电流的单位为安培,简称安(Ampere——A)。在实际应用中,电流的单位还有kA、mA和μA,它们之间的关系为:1kA=103A、1mA=10-3A、1μA=10-6A。

习惯上把正电荷移动方向规定为电流方向。事实上,电流是电子定向移动而形成的,恰好与人为规定的方向相反,如图1-4所示。电流的大小可以用电流表测量。大小和方向都不随时间变化的电流,称为恒定电流,简称直流(Direct Current——dc或DC),一般用符号I表示;大小和方向随时间变化的电流,称为时变电流(Time-varying Current),用符号i表示;大小和方向随时间作周期性变化且平均值为零的时变电流,称为交流(Alternating Current——ac或AC)。

图1-3 电荷在导体内定向移动产生电流

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图1-4 电流的方向

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,不能够在电路图上标出适合于任何时刻的电流方向。为了电路分析计算的需要,我们引入一个参考方向(Reference Direction),即任意规定一个电流的参考方向,用箭头标在电路图上。若电流的实际方向与参考方向相同,电流取正值;若电流实际方向与参考方向相反,电流取负值。根据电流的参考方向和电流量值的正负,就能确定电流的实际方向。如图1-5所示。

图1-5 电流的参考方向与实际方向的关系

电流的参考方向除用箭头表示外,还可以采用双下标来表示。例如在图1-6(a)所示的二端元件中,每秒钟有5C正电荷由a点移到b点,当规定电流参考方向由a点指向b点时,该电流i=5A,如图1-6(a)所示;若规定电流参考方向由b点指向a点时,该电流i=-5A,如图1-6(b)所示。若采用双下标表示,则可写为iab=5A或iba=-5A。在分析电路时,先要规定电流的参考方向,按规定的参考方向列方程进行计算,若所计算出的电流值i>0,表明该时刻电流的实际方向与参考方向相同;若电流i<0,则表明该时刻电流的实际方向与参考方向相反。

图1-6 电流的参考方向

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