电压参考方向图解

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§1-1 参考方向和参考极性电流和电压的波形

习惯上把正电荷移动的方向规定为电流方向(实际方向)。
用空心的箭头、空心的正、负号表示；
2014-11-1
２、电流的实际方向、电压的实际极性（方向）的表示：
３、电流的参考方向、电压的参考极性（方向）：
〈１〉、作用：方便用代数量（正、负值）统一表示电流、电压的大、小方向；〈２〉、表示方法及符号：实心的箭头、实心的正、负号；
b、电动机惯例；
c、三同惯例。
二、
电流、电压的常见波形：
１、时变电流、电压的的表示方法：
i(t ) 例： i 3t 1 et Em sint 0e
〈１〉、代数表达式： i 〈２〉、图示法——波形图: ２、种类：
u u(t )
is t I m sint 0i
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４、电流的参考方向与实际方向的联系：
同向：
反向：记为：用“－ 2A” 表示；
记为：用“＋2A” 表示；
５、电压的参考极性（方向）与实际极性（方向）的联系：
相同：记为：用“＋2V” 表示；相反：记为：用“－2V” 表示；
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６、同一段电路的电压的参考极性（方向）与电流的参考方向的联系——规定法则：〈１〉、无源（只有电流、电压，无电动势）惯例：
第一章网络的基本分析方法(8课时)
§１－１参考方向和参考极性电流和电压的波形一、参考方向和参考极性 1、电路的基本变量：〈１〉、种类：电流、电压（电动势）；〈２〉、电流定义：单位时间内通过导体横截面的电荷（电量）〈３〉、属性：双向标量２、电流的实际方向、电压的实际极性（方向）的表示：实际正方向：物理中对电量规定的方向。
i——t曲线，u——t 曲线；

§1-3电流、电压的参考方向

§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。

电压和电流的参考方向(经典实用)

电压和电流的参考方向（经典实用）
电压参考方向
1、常用电压参考方向：正压高于负压，或电源中的正极高于接地，用箭头标注时箭
头指向比电压高的方向。

2、典型电路中通常有两极电压，箭头标注时其中一极电压低，箭头指向比电压高的
极性；同一直流电路中某一极可以是低压和高压，只要遵循电压大小和方向就可以了。

3、直流电路中，电压参考方向可以按照母线方式、缆线方式或匝路方式确定，即电
压比母线高，电流比母线低的极性为正电压，箭头指向母线或匝路的正端；反之，如果电
压比母线（或匝路）低，则参考方向是负电压，箭头指向母线或匝路的负端。

4、在交流电路中，规定正压往箭头指向瞬时正压上升顶点，负压往箭头指向瞬时负
压上升顶点。

5、在数电学中的电压是按照既定的符号系列一正一负的约定进行测量的，箭头指向
正压电源的输出端。

1、常用电流参考方向：就是电流的运动方向，低极性指向高极性，即箭头指向电流
流入的电路组成分或终端。

2、电流参考方向主要是按照电流进出的方向来确定的。

典型电路中，一般正电流是
指电流从正极流入负极，而负电流是指电流从负极流入正极，也叫流入电极和流出电极。

电流箭头符号指向流入电极，表示电流从正极流入负极。

3、对于支持双向电流传输的电路，即总流向可以向两个极性传输，电流参考方向一
般可以选择某一种极性指示即可。

4、电流的参考方向不是硬性规定的，因此通常可以取决于电路设计者的习惯。

通常，电流可以按正负极性标注电流的参考方向，此时正负极的方向可以由设计者自由选择。

3电压和电流的参考方向

四Hale Waihona Puke “电源”与负载的判断“电源”——真正发出功率的元件
I
I
R0
+
R
E
R0
+
+
E2
E
注意：电路中的电源元件不一定就是真正发出功率的“电源”。
I
+
AU
I
R0
++ E UO
+
RU
设E>0 负载—— U和I 的实际方向相同，电流从“+”端流入，吸收功率。
“电源”—— U和I的实际方向相反，即电流从“+”端流出，发出功率。
五、关联、非关联参考方向
aI
＋
U
电源元件
－
b
非关联参考
方向
aI
＋
U
负载元件
－
b
关联参考
方向
实际电源上的电压、电流方向总是非关联的，实际负载上的电压、电流方向是关联的。因此，假定某元件是电源时，应选取非关联参考方向，假定某元件是负载应选取关联参考方向。
例1. 判断A、B分别是负载还是“电源 ”。
若参考方向与实际方向相反，则 U5 0
三. 电压方向的图形表示
两种表示方法
+U
a
b
U
a
b
也可以用双下标表示，如上图中的电压也可表示为：很显然
电压的单位：1V 10 3 mV 10 6 μV
在今后的电路分析中，一般都是先假设参数（电压电流）的参考方向，经过计算后通过参数值的正负来判断参考方向和实际方向是否一致。
I 2A
I 3 A
+ A U 100V

电流、电压的参考方向

电流、电压的参考方向电路分析中的假设正方向（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：电流的参考方向与实际方向的关系：电流参考方向有两种表示：（1）用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。

（2）用双下标表示：如iAB，电流的参考方向由A点指向B点。

电流的参考方向例：2.电压（降）的参考方向电压参考方向的三种表示方式：小结： 1.分析电路前必须选定电压和电流的参考方向。

2.参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注（包括方向和符号），在计算过程中不得任意改变。

3.关联参考方向和非关联参考方向。

关联参考方向：元件或支路的u、i 常采用相同的参考方向（即：电流I的参考方向为从电压U的正极性端流向负极性端）则称U，I取关联参考方向,如下所示： 4.参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。

已知：US=2V, R=1Ω。

问：当U分别为3V 和1V 时，IR=?解：（1）假定电路中物理量的正方向如图所示：（2）列电路方程。

（3）数值计算。

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。

电流、电压及其参考方向

二、电压及其参考方向 1.电压
定义：单位正电荷从A点经外电路（电源以外的电路）移送到b点所作的功，叫做A、B两点之间的电压。
U AB
def
WAB（直流） q
uAB
def
dwAB dq
(交流）
单位：V (伏) (Volt，伏特)
单位换算
1MW 103 kV 1kV 103 V 1V 103 mV
前例
a
b 仍设c点为电位参考点， Uc=0
Uac = Ua ， Udc = Ud
Uad= Uac –Udc= Ua–Ud
d
c
结论：电路中任意两点间的电压等于该两点间的电位之差。
电压的正方向: 规定电压降的方向为电压的正方向
2、电压的参考方向
电压参考方向表示方式：
(1) 用箭头表示：箭头指向为电压（降）的参考方向 U
b - b +b -
(a)
(b)
(c)
a-
iu b+
(d)
(a)关联参考方向
(b)关联参考方向 (c)非关联参考方向 (d)非关联参考方向
小结
（1）分析电路前必须选定电压和电流的参考方向；（2）参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注(包括方向和符号)，在计算过
程中不得任意改变。（3）参考方向不同时，其表达式相差一负号，但实际方向不变。
2.电流的参考方向
+
10V
10k
电流为1mA
不正确
电流的实际方向：规定正电荷运动方向电流的参考方向：任意选定一个方向即为电流的参考方向。电流的参考方向与实际方向的关系：
i
参考方向
实际方向
i> 0

电压电流功率_参考方向_正负_实际关系与发出和吸收功率

（1）电压电流参考方向与实际方向的关系（2）关联参考方向（3）与如何确定实际发出和吸收功率说明：不用看具体分析，直接使用结论（加粗红色字体）就可做题和解决问题，方便又简洁。

1、电压参考方向●正数：与实际电压方向相同，即起始端点电位高；负数：与实际电压方向相反，即起始端点电位低。

2、电流参考方向●正数，与实际电流方向相同；●负数，与实际电流方向相反。

具体分析：由于指定了参考方向才有正负，参考方向是有正负的原因和前提。

指定电压参考方向即指定一端的电位为正（高），一端电位为（低），但由于是任意指定，指定的高低电位可能与实际相同，也可能不同。

所以根据这两个电位计算电压差，即电压时，与实际相同电位大小时，两个电位相减为正；与实际不同时，两个电位相减为负。

3、关联参考方向：电流和电压的参考方向相同（电流从正电位流入）。

非关联参考方向：电流和电压的参考方向相反（电流从负电位流入）。

4、判断吸收功率还是发出功率电功率由电压和电流乘积计算，电流和电压为时间函数。

（1）从实际判断实际电压和电流方向相同，元件吸收功率；实际电压和电流方向相反，元件发出功率。

（2）从参考方向和代数正负判断电压与电流关联参考方向，乘积为正值吸收功率，为负值发出功率。

电压与电流非关联参考方向，乘积为正值发出功率，为负值吸收功率。

具体分析：首先，明确定义完参考方向后，实际的方向与定义的方向相比有四种情况，完全相同；完全相反；电压相同，电流相反；电流相同，电压相反。

然后我们明确计算乘积时，与定义的电压电流参考方向相同就带入正值，与定义的电压电流参考方向相反就带入负值。

现在，可以分两种情况讨论功率正负与实际发出和吸收功率的关系。

其一，当电压与电流取关联参考方向时，如果乘积为正值，则要么关联方向与实际电压电流完全相同，要么与实际电压电流完全相反，不管怎样实际的电压和电流方向相同，所以此时吸收功率。

当乘积为负值，要么电压方向与实际电压电流相反，要么电流与实际电流相反，不管怎样此时实际电流与电压方向相反，所以是发出功率。

电压的参考方向电流

显然，电压的正负是对参考方向而言的，离开了参考方向的概念，则电压的正、负是毫无意义的。
+ u-
若 u = -1V，则表示______
uAB
A
B
若 uAB= 2V, 则表示_______
3.关联参考方向—确定电压和电流参考方向关系
+u -
关
联参
i
考方
-u+

向
i
非-u +
关
联
i
参
考 +u -
i5
R4
R5
例如图I 。
7A
1
2
18A
15A 3
I 4
4A
二、基尔霍夫电压定律(KVL)(又称回路电压定律)
在集总电路中，任何时刻，沿任一回路，其
上联接的所有支路电压的代数和恒等于零。
M
即对任一回路有 uk 0
KVL的应用条件：
k 1
①应用KVL时,必须先标出回路中各支路电压的
参考方向;还须指定一个回路绕行方向。
KCL约束，它仅与元件的联接方式有关，而与元件的性质无关。

i1 a i3 i2
对结点 a : -i1-i2+i3= 0
式∑i=0中, 各电流变量前的正负号
与电流值的正负是不同的概念。
b
上式可化为 i3= i1+i2
由此,基尔霍夫电流定律又可表述为：
在任何时刻,流入结点的支路电流总和必定等于流
Node ②含三条或三条以上的支路的联接点
(3)回路：由支路组成的任一闭合单环路径。
Loop
a
(4)网孔：在平面电路中，没有其它 1 2 3 Mesh 支路跨接的回路称网孔 4 5

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电压参考方向图解
为什幺要引入参考方向？
（1）有些复杂电路的某些支路事先无法确定实际方向。