电压电流参考方向关联ppt课件
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电路原理课件-电流和电压的参考方向
基尔霍夫定律
总结词
基尔霍夫定律是电路分析中的两个基本定律，它包括基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
详细描述
基尔霍夫电流定律指出，在电路中，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和，即∑Iin=∑Iout。基尔霍夫电 压定律指出，在电路中，沿着闭合回路的电压降之和等于零，即∑V=0。这两个定律是解决复杂电路问题的基础。
电流的国际单位是安培（A），辅助单位是毫安（mA）和微安（μA）。电压的国际 单位是伏特（V），辅助单位是千伏（kV）和毫伏（mV）。此外，还有亨利（H） 和法拉（F）作为电感和电容的单位。
02
电流和电压的参考方向
参考方向的确定
01
02
03
任意选定
电流和电压的参考方向可 以任意选定，通常在分析 电路时选择一个方便的方 向作为参考方向。
节点电压法
要点一
节点电压法的基本思想
通过求解节点电压来求解复杂电路中的电流和电压。
要点二
节点电压法的应用
适用于具有多个电源和电阻器的复杂电路，能够简化计算 过程。
05
实验与实践
实验设备与器材
01
02
03
04
ห้องสมุดไป่ตู้
电源：提供稳定的直流或交流 电压。
电流表和电压表：用于测量电 路中的电流和电压。
电阻、电容、电感等电子元件 ：用于构建不同的电路。
实际方向与参考方向的关系
一致性
如果电流或电压的实际方向与参 考方向一致，则其值为正；如果 实际方向与参考方向相反，则其
值为负。
计算结果
在计算电路中的电流和电压时， 需要将实际值代入公式中计算， 得到的结果是相对于参考方向的
数值。
基尔霍夫电流和电压定律-ppt课件
17
A
3. i =? - 4V +
4.
u =? +-
3
- 4V -+
3
+
5V
-
1A
+
5V
-
3i 4 5 i 3A
u 5 7 12V
ppt课件
5. I1
I =?
6.
+
10 1A
10A
+
10V
-
-10V -
+ 4V + 3A
2
I U =?
-
18
ppt课件
+
8. I1 10
10V
-
I =?
a
+
+
m=3
US1_ 1
US2 3 1 _ 22
3 R3
R1
R2
n=2 l=3
网孔=2
b
2
例
I1
b I2
支路：共 ？条 6条
ppt课件
R1 I6
节点：共 ？个 4个
a I4
R6 I5
c
回路：共 ？个 7个
I3
US4
R5
d R3
_ +
US3
网孔：？个 有几个网眼 就有
几个网孔
电路中的独立节点数为n-1个，独立回路数=网孔数。 3
KVL: -3+2I1+U=0
-U+I+2=0
KCL: -I1+U+I=0
即 I2=1
-I1+(I+2)+I=0 -3+2I1+ (I+2) =0
A
3. i =? - 4V +
4.
u =? +-
3
- 4V -+
3
+
5V
-
1A
+
5V
-
3i 4 5 i 3A
u 5 7 12V
ppt课件
5. I1
I =?
6.
+
10 1A
10A
+
10V
-
-10V -
+ 4V + 3A
2
I U =?
-
18
ppt课件
+
8. I1 10
10V
-
I =?
a
+
+
m=3
US1_ 1
US2 3 1 _ 22
3 R3
R1
R2
n=2 l=3
网孔=2
b
2
例
I1
b I2
支路：共 ？条 6条
ppt课件
R1 I6
节点：共 ？个 4个
a I4
R6 I5
c
回路：共 ？个 7个
I3
US4
R5
d R3
_ +
US3
网孔：？个 有几个网眼 就有
几个网孔
电路中的独立节点数为n-1个，独立回路数=网孔数。 3
KVL: -3+2I1+U=0
-U+I+2=0
KCL: -I1+U+I=0
即 I2=1
-I1+(I+2)+I=0 -3+2I1+ (I+2) =0
电压电流参考方向关联(课堂PPT)
结论 电路中电位参考点可任意选择；参考点
一经选定，电路中各点的电位值就唯一确定；当
选择不同的电位参考点时，电路中各点电位值将
改变，但任意两点间电压保持不变。
返 回 上 页 下7 页
问题 复杂电路或交变电路中，两点间电压的实
际方向往往不易判别，给实际电路问题的 分析计算带来困难。
电压(降)的参考方向
1.2 电流和电压的参考方向
电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链 、能量、电功率等。在线性电路分析中人们主要关 心的物理量是电流、电压和功率。
1.电流的参考方向
电流
带电粒子有规则的定向运动
电流强度
单位时间内通过导体横截面的电荷量
i(t)deflimΔqdq Δt Δt0 dt
返 回 上 页 下1 页
参考方向
+
U
–
假设高电位指向低电 位的方向。
参考方向
+
U
–
+ 实际方向 – – 实际方向 +
U >0
U <0
返 回 上 页 下8 页
电压参考方向的三种表示方式：
(1) 用箭头表示：
U
(2)用正负极性表示
+U
(3)用双下标表示
AUABB返 上 页 下9 页3.关联参考方向
元件或支路的u，i 采用相同的参考方向称之为关 联参考方向。反之，称为非关联参考方向。
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，但电压
、电流的实际方向不变。
返 回 上 页 1下1 页
i
i
+
u
关联参考方向
--
电压电流参考方向关联
1.2 电流和电压的参考方向
电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁 链、能量、电功率等。在线性电路分析中人们主要 关心的物理量是电流、电压和功率。
1.电流的参考方向
电流 电流强度 带电粒子有规则的定向运动 单位时间内通过导体横截面的电荷量
Δq dq i(t ) lim Δt 0 Δt dt
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实际方向
参考方向
i A
任意假定一个正电荷运动的方 向即为电流的参考方向。
参考方向 B
表明 电流(代数量)
大小 方向(正负）
电流的参考方向与实际方向的关系： i A 参考方向 实际方向 B A i
参考方向 实际方向 B
i>0
i<0
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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。 i A 参考方向 B
Wab 8 a 2V q 4 U bc b c 0 (3) 3 V Wcb Wbc 12 c 3 V q q 4
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U ab a b 2 0 2 V
解
(2)
c 0
a
b
Wac 8 12 a 5V q 4 Wbc 12 b 3V q 4
际方向往往不易判别，给实际电路问题的 分析计算带来困难。 电压(降)的参考方向 参考方向 U 实际方向 假设高电位指向低电 位的方向。 参考方向 U – 43;
+
–
–
+
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U >0
U<0
返 回
电压参考方向的三种表示方式： (1) 用箭头表示：
U
电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁 链、能量、电功率等。在线性电路分析中人们主要 关心的物理量是电流、电压和功率。
1.电流的参考方向
电流 电流强度 带电粒子有规则的定向运动 单位时间内通过导体横截面的电荷量
Δq dq i(t ) lim Δt 0 Δt dt
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实际方向
参考方向
i A
任意假定一个正电荷运动的方 向即为电流的参考方向。
参考方向 B
表明 电流(代数量)
大小 方向(正负）
电流的参考方向与实际方向的关系： i A 参考方向 实际方向 B A i
参考方向 实际方向 B
i>0
i<0
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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。 i A 参考方向 B
Wab 8 a 2V q 4 U bc b c 0 (3) 3 V Wcb Wbc 12 c 3 V q q 4
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U ab a b 2 0 2 V
解
(2)
c 0
a
b
Wac 8 12 a 5V q 4 Wbc 12 b 3V q 4
际方向往往不易判别，给实际电路问题的 分析计算带来困难。 电压(降)的参考方向 参考方向 U 实际方向 假设高电位指向低电 位的方向。 参考方向 U – 43;
+
–
–
+
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U >0
U<0
返 回
电压参考方向的三种表示方式： (1) 用箭头表示：
U
特勒根定理 (2)ppt课件
k 3
k 3
故： u1i1'u2i2 ' u1'i1 u2 'i2
10
+ +i1
i2 + +
i1' +
i2' +
3v -
u-1
NR 4Ω u-2
3v -
u' 1 NR 8Ω u' 2
-
-
3i1'4i2 i2' 3i1 8i2'i2
i1＝-2A， i2＝1A， i1‘＝-1.8A代入
3(1.8) 41 i2' 3(2) 8i2'1 i2' 0.15A
特勒根定理
特勒根第一定理(功率守恒)：
任意一个具有b条支路、n个节点的
集总参数网络，设它的各支路电压和电
流分别为uk 和 ik (k＝1、2、3、…b)，
且各支路电压和电流取关联参考方向，
则有
b
uk ik 0
k 1
1
特勒根第二定理(似功率守恒)：
N
有向图相同 N’
支路电压 uk 支路电流 ik
6
uk 'ik = 4×3＋0×(-2)＋4×1＋
k1 8×1＋4×4＋(-8)×5＝0
这就验证了特勒根第二定理。
特勒根定理适用于任意集总参数电路
6
特勒根第二定理的证明：
设 N和N’两网络均有n个节点b条 支；。各支路电压、电流的参考方向 关联且相同。则N网络的KCL方程为
i12 i13 i1n 0 i21 i23 i2n 0 in1 in2 inn1 0 将上式分别乘以N’网络的相应电压， 7
i1'＝2A， i2'＝0A， i3'＝－2A， i4'＝2A， i5'＝0A， i6'ik ' 4×2＋0×0＋4×(-2)＋
电流的参考方向课件
详细描述
电流的方向与电荷的运动方向一致，通常采用正电荷的运动方向作为电流的方向。在实际应用中，可以通过放置 导体和电场的方式来改变电流的方向。同时，在分析电路时，通常需要设定电流的参考方向，以方便计算和分析。
02
电流的参考方向
参考方向的引入
01
实际电路中，电流的方向往往不 是直观可见的，需要引入参考方 向作为标量计算的参考。
并联电路的电流计算
要点一
总结词
并联电路中，总电流等于各个支路电流之和，每个支路电 流与该支路的电阻成反比。
要点二
详细描述
在并联电路中，总电流等于各个支路电流之和。这是因为 各个支路并联后，它们共享一个公共的电压源，所以每个 支路中的电流都会对总电流做出贡献。另外，每个支路中 的电流与该支路的电阻成反比，即支路电阻越大，该支路 中的电流就越小。这个特点在分析并联电路时也非常有用， 可以帮助我们快速找到总电流和各个支路电流之间的关系。
串联电路的电流计算
总结词
串联电路中，电流处处相等，可以通过测量电路中的任一处的电流来得到整个电路的电流值。
详细描述
在串联电路中，电流处处相等，即流过电路中各个电阻或电导的电流是相等的。因此，我们可以通过 测量电路中任一处的电流来得到整个电路的电流值。这个特点在分析串联电路时非常有用，可以帮助 我们简化电路分析过程。
THANK YOU
感谢各位观看
04
电流的实际方向与参考方向的关系
实际方向与参考方向一致
电流的实际方向与参考方向一致， 表示电流的流向与参考方向相同。
在这种情况下，电流的参考方向 可以用来判断电路中元件的电压 极性，从而确定元件的电压值。
实际测量中，如果电流的实际方 向与参考方向一致，则测量值即
电流的方向与电荷的运动方向一致，通常采用正电荷的运动方向作为电流的方向。在实际应用中，可以通过放置 导体和电场的方式来改变电流的方向。同时，在分析电路时，通常需要设定电流的参考方向，以方便计算和分析。
02
电流的参考方向
参考方向的引入
01
实际电路中，电流的方向往往不 是直观可见的，需要引入参考方 向作为标量计算的参考。
并联电路的电流计算
要点一
总结词
并联电路中，总电流等于各个支路电流之和，每个支路电 流与该支路的电阻成反比。
要点二
详细描述
在并联电路中，总电流等于各个支路电流之和。这是因为 各个支路并联后，它们共享一个公共的电压源，所以每个 支路中的电流都会对总电流做出贡献。另外，每个支路中 的电流与该支路的电阻成反比，即支路电阻越大，该支路 中的电流就越小。这个特点在分析并联电路时也非常有用， 可以帮助我们快速找到总电流和各个支路电流之间的关系。
串联电路的电流计算
总结词
串联电路中，电流处处相等，可以通过测量电路中的任一处的电流来得到整个电路的电流值。
详细描述
在串联电路中，电流处处相等，即流过电路中各个电阻或电导的电流是相等的。因此，我们可以通过 测量电路中任一处的电流来得到整个电路的电流值。这个特点在分析串联电路时非常有用，可以帮助 我们简化电路分析过程。
THANK YOU
感谢各位观看
04
电流的实际方向与参考方向的关系
实际方向与参考方向一致
电流的实际方向与参考方向一致， 表示电流的流向与参考方向相同。
在这种情况下，电流的参考方向 可以用来判断电路中元件的电压 极性，从而确定元件的电压值。
实际测量中，如果电流的实际方 向与参考方向一致，则测量值即
高二物理竞赛课件电流和电压的关联参考方向电功率
1
0
0
t
0
t
0
t
1-1 一些典型的波形（或函数） 1-4-1 定义与波形 4、单位冲激函数(t) unit impulse 1）物理背景
电压源对电容充电
i(t)
+
US-
t=0
+
C u-C(t)
2）波形与定义
i(0)
0+ 0–
idt
=q(0+)=CUS
(t)
(t)
= lim
0
p(t)
0 t0 (t)= 奇异的 t=0 满足
1(t–t0) f(t)=
0 f(t)
t < t0 t > t0
例3 试比较积分–t5cosd 与–t51(–2)cosd
–t5 cosd=sin
t
–5
=sint–0.96
–t5
1(–2)cosd
=1(t–2)
t
2
cosd
= 1(t–2)(sint)
3、单位脉冲函数p(t) unit pulse 定义 p(t)=
电流和电压的关联参考方向， 电功率
电流和电压的关联参考方向，电功率
i
i
+u -
+u -
功率 p=ui
能量, 有源和无源电路
p= -ui
强调:分析电路时必须给出电量的参考方向
- i1
+ u1
1
i2 2 i5
+
u3
3
-
i3
i6
5
6
4 i4
i7
7
问题：一个电路的各部分电压之间或电流之间是如何互相联系
的？
0
0
t
0
t
0
t
1-1 一些典型的波形（或函数） 1-4-1 定义与波形 4、单位冲激函数(t) unit impulse 1）物理背景
电压源对电容充电
i(t)
+
US-
t=0
+
C u-C(t)
2）波形与定义
i(0)
0+ 0–
idt
=q(0+)=CUS
(t)
(t)
= lim
0
p(t)
0 t0 (t)= 奇异的 t=0 满足
1(t–t0) f(t)=
0 f(t)
t < t0 t > t0
例3 试比较积分–t5cosd 与–t51(–2)cosd
–t5 cosd=sin
t
–5
=sint–0.96
–t5
1(–2)cosd
=1(t–2)
t
2
cosd
= 1(t–2)(sint)
3、单位脉冲函数p(t) unit pulse 定义 p(t)=
电流和电压的关联参考方向， 电功率
电流和电压的关联参考方向，电功率
i
i
+u -
+u -
功率 p=ui
能量, 有源和无源电路
p= -ui
强调:分析电路时必须给出电量的参考方向
- i1
+ u1
1
i2 2 i5
+
u3
3
-
i3
i6
5
6
4 i4
i7
7
问题：一个电路的各部分电压之间或电流之间是如何互相联系
的？
电路中电压电流参考方向(与“方向”有关优秀PPT)
“相反”指的是电压、电流参考方向非关联。
第5页，共5页。
1A=103mA=106μA=109nA
在电工技术分析中，仅仅指出电流的大小是不够的，通常以正 电荷移动的方向规定为电流的参考正方向。
第1页，共5页。
（2）电压
高中物理课对电压的定义是：电场力把单位正电荷从电场中的一点 移到另一点所做的功。其表达式为：
u ab
dw ab dq
直流情况下
U ab
W ab Q
电路分析中引入参考方向的目的是：为分析和计算电 路提供方便和依据。
应用参考方向时，“正、负”是指在参考方向下，电压、
电流数值前面的正负号，如某电流为“－5A”，说明其实际方向
与参考方向相反，某电压为“＋100V”，说明该电压实际方向与 参考方向一致；“加、减”指参考方向下电路方程式中各量前 面的加、减号；“相同”是指电压、电流为关联参考方向，
4. 电路中的电压、电流及其参考方向
（1）电流
电荷有规则的定向移动形成电流。电流的大小用电流强度表
征，定义式为：
i = dq dt
…… （1-1）
大小、方向均不随时间变化的稳恒直流电可表示为：
I= Q t
…… （1-2）
电流的国际单位制是安培【A】，较小的单位还有毫安【mA】 和微安【μA】等，它们之间的换算关系为：
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。
第3页，共5页。
为什么要在电路图 中预先标出参考方向？
在电路图上预先标出电压、电流的参考方向， 目的是为解题时列写方程式提供依据。因为， 只有参考方向标定的情况下，方程式各电量前 的正、负号才有意义。
第5页，共5页。
1A=103mA=106μA=109nA
在电工技术分析中，仅仅指出电流的大小是不够的，通常以正 电荷移动的方向规定为电流的参考正方向。
第1页，共5页。
（2）电压
高中物理课对电压的定义是：电场力把单位正电荷从电场中的一点 移到另一点所做的功。其表达式为：
u ab
dw ab dq
直流情况下
U ab
W ab Q
电路分析中引入参考方向的目的是：为分析和计算电 路提供方便和依据。
应用参考方向时，“正、负”是指在参考方向下，电压、
电流数值前面的正负号，如某电流为“－5A”，说明其实际方向
与参考方向相反，某电压为“＋100V”，说明该电压实际方向与 参考方向一致；“加、减”指参考方向下电路方程式中各量前 面的加、减号；“相同”是指电压、电流为关联参考方向，
4. 电路中的电压、电流及其参考方向
（1）电流
电荷有规则的定向移动形成电流。电流的大小用电流强度表
征，定义式为：
i = dq dt
…… （1-1）
大小、方向均不随时间变化的稳恒直流电可表示为：
I= Q t
…… （1-2）
电流的国际单位制是安培【A】，较小的单位还有毫安【mA】 和微安【μA】等，它们之间的换算关系为：
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。
第3页，共5页。
为什么要在电路图 中预先标出参考方向？
在电路图上预先标出电压、电流的参考方向， 目的是为解题时列写方程式提供依据。因为， 只有参考方向标定的情况下，方程式各电量前 的正、负号才有意义。
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8 4
2
V
各值。
Uab a b 2 0 2 V
Ubc b c 0 (3) 3 V
c
Wcb q
Wbc q
12 4
3 V
返 回 上 页 下6 页
解 (2) c 0
a
b
a
Wac q
8 12 4
5V
b
Wbc q
12 4
3V
Uab a b 5 3 2 V
c
Ubc b c 3 0 3 V
i
i
+
u
关联参考方向
--
u
+
非关联参考方向
返 回 上 页 1下0 页
例
A
i
＋
uB
电压电流参考方向如图中所标， 问：对A、B两部分电路电压电 流参考方向关联否？
－
注意
答：A电压、电流参考方向非关联； B电压、电流参考方向关联。
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 (
结论 电路中电位参考点可任意选择；参考点
一经选定，电路中各点的电位值就唯一确定；当 选择不同的电位参考点时，电路中各点电位值将 改变，但任意两点间电压保持不变。
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问题 复杂电路或交变电路中，两点间电压的实
际方向往往不易判别，给实际电路问题的 分析计算带来困难。
电压(降)的参考方向
参考方向
+
U
–
假设高电位指向低电 位的方向。
参考方向
+
U
–
+ 实际方向 – – 实际方向 +
U >0
U <0
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电压参考方向的三种表示方式： (1) 用箭头表示：
U(2)用正负极性表示 Nhomakorabea+U
(3)用双下标表示
A
UAB
B
返 回 上 页 下9 页
3.关联参考方向
元件或支路的u，i 采用相同的参考方向称之为关 联参考方向。反之，称为非关联参考方向。
i 参考方向
A
B
• 用双下标表示：如 iAB , 电流的参考方向由A指向B。
iAB
A
B
返 回 上 页 下4 页
2.电压的参考方向
电位 电压U
单位正电荷q 从电路中一点移至参考
点（＝0）时电场力做功的大小。
单位正电荷q 从电路中一点移至另
一点时电场力做功（W）的大小。
U
def
dW
dq
实际电压方向
电位真正降低的方向。
单位 V (伏)、kV、mV、V
返 回 上 页 下5 页
例
a
已知：4C正电荷由a点均匀移动
b
至b点电场力做功8J，由b点移
动到c点电场力做功为12J，
①若以b点为参考点，求a、b、c
点的电位和电压Uab、U bc;
c ②若以c点为参考点，再求以上
解 (1) b 0
a
Wab q
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，但电压
、电流的实际方向不变。
返 回 上 页 1下1 页
参考方向
任意假定一个正电荷运动的方 向即为电流的参考方向。
i 参考方向
表明 电流(代数量)
A
B
大小
方向(正负） 电流的参考方向与实际方向的关系：
i 参考方向
i 参考方向
A
实际方向 B A
实际方向 B
i>0
i<0
返 回 上 页 下3 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。
单位 方向
A（安培）、 kA、mA、A
1kA=103A 1mA=10-3A
1 A=10-6A
规定正电荷的运动方向为电流的实际方向 元件(导线)中电流流动的实际方向只有两种可能:
实际方向
A
B
实际方向
A
B
问题 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。
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1.2 电流和电压的参考方向
电路中的主要物理量有电压、电流、电荷、磁链 、能量、电功率等。在线性电路分析中人们主要关 心的物理量是电流、电压和功率。
1.电流的参考方向
电流
带电粒子有规则的定向运动
电流强度
单位时间内通过导体横截面的电荷量
def
i(t)
lim
Δq
dq
Δt0 Δt dt
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