電流、電壓的參考方向

在電路分析和計(jì)算中，首先要對每個元件假設(shè)一個電流的正方向，這就是電流的參考方向。在電路圖中，電流的參考方向用箭頭表示，如圖1-3-1所示。當(dāng)完成電路的分析計(jì)算后：如果求得電流I為正時(shí)，說明電流的參考方向即是實(shí)際電流的正方向，實(shí)際電流由A流向B；當(dāng)電流I為負(fù)時(shí)，說明電流的參考方向與實(shí)際電流正方向相反，實(shí)際電流由A流向B。

圖1-3-1

圖1-3-2

在電路理論中，電壓的正方向規(guī)定為電壓降落的方向。對每個元件假設(shè)一個電壓的正方向，即電壓的參考方向。在電路圖中，電壓參考方向的表示方法如圖1-3-2 所示。當(dāng)電壓U為正值時(shí)，說明電壓的參考方向即是電壓的實(shí)際正方向，A點(diǎn)的電位比B點(diǎn)高U伏；當(dāng)電壓U為負(fù)值時(shí)，說明電壓的參考方向與電壓的實(shí)際正方向相反，A點(diǎn)的電位比B點(diǎn)低伏。

對于一個電路元件，當(dāng)它的電壓和電流的參考方向選為一致時(shí)，通常稱為關(guān)聯(lián)參考方向，如圖1-3-3所示。在關(guān)聯(lián)參考方向情況下，若元件功率為正值，表明該元件消耗功率；相反，若元件功率為負(fù)值，表明該元件發(fā)出功率。當(dāng)一個電路元件的電壓和電流的參考方向選為相反時(shí)，通常稱為非關(guān)聯(lián)參考方向，如圖1-3-3所示。在非關(guān)聯(lián)參考方向情況下，上述結(jié)論恰好都反一反，即當(dāng)元件功率為正值時(shí)，表明該元件發(fā)出功率；當(dāng)元件功率為負(fù)值時(shí)，表明該元件消耗功率。

圖1-3-3

例1-3-1 圖1-3-5所示電路中，已知電流源電流，電壓源電壓，電阻，試求電流源的端電壓U、電壓源和電流源發(fā)出的功率分別為多少？

圖1-3-5 例1-3-1附圖

解：由圖1-3-5可知，流過電阻R的電流就等于Is，故電流源的端電壓為：

對于電壓源，流過電壓源的電流即是Is，它與電壓源的端電壓的方向一致，，說明電壓源消耗功率，而例題要求電壓源發(fā)出功率，于是：

對于電流源，其電流Is與端電壓方向相反，，說明電流源發(fā)出功率，于是：

對于電阻R，它消耗的功率為：

整個電路發(fā)出功率和消耗功率相等，能量守恒。