1.2電路的基本物理量《第一章直流電路》學習目標1.理解電流的概念和參考方向2.掌握電壓和電位的概念及有關(guān)計算3.掌握功率的概念及有關(guān)計算視頻《電流與電壓工作原理》1.2.1電流電荷的定向移動形成電流。習慣上規(guī)定正電荷的移動方向為電流的實際方向。表征電流強弱的物理量稱作電流強度，簡稱電流。電流用符號i表示，定義為單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量。i=dqdt國際單位制（SI）中電荷量q

的單位是庫[侖](C)時間t

的單位是秒（S）電流i的為安[培]（A）常用電流單位還有毫安（mA)、微安（μA）1mA=10-3A

1μA=10-6A1.2.1電流電流是電路中既有大小又有方向的基本物理量。電路中電流主要分為兩類：一類是大小和方向均不隨時間變化的電流，為恒定電流，簡稱直流（簡寫DC），用大寫字母I表示。另一類是大小和方向均隨時間變化的電流，為變化電流，用小寫字母i或i（t）表示。其中一個周期內(nèi)電流的平均值為零的變化電流稱為交變電流，簡稱交流（簡寫AC），也用i表示。幾種常見電流的波形1.2.1電流參考方向是假定的正電荷移動的方向，可以任意設(shè)定。在分析和計算電路前，首先設(shè)定電路中各個電流的參考方向，并在電路圖上用實線箭頭標出。在表述中也可用電流符號加雙下標來表示，如iab表示電流從a流向b，并有iab=-iba。電流參考方向的標注方法注意：圖中實線箭頭和電流符號缺一不可。1.2.1電流電流參考方向與實際方向的關(guān)系若電流的計算結(jié)果（或已知）為正值i>0，則表示電流的實際方向與參考方向一致；若電流為負值i<0，則表示實際方向和參考方向相反。注意：沒有設(shè)定參考方向的電流正、負是沒有意義的。電流參考方向電流參考方向電流實際方向i>0電流實際方向i<01.2.2電壓和電位電壓是電路中既有大小又有方向（極性）的基本物理量。直流電壓用大寫字母U表示，交流電壓用小寫字母u表示。電壓是衡量電場力做功能力的物理量。定義為電場力將單位正電荷從a點移動到b點所做的功。電壓的國際單位（SI）為伏特（V），簡稱為伏,常用單位還有千伏（kV）、毫伏（mV)。uab=dWabdq1kV=103V

1mV=10-3V1.2.2電壓和電位在電路中任選一點為參考點（即零電位點），某點a到參考點0的電壓，稱為該點的電位，用字母V表示，國際單位為伏（V）。如a點的電位記作Va，當選擇0點為電位參考點時，則Va=Ua0。1.2.2電壓和電位參考點可以任意選擇。但參考點一經(jīng)選定，各點的電位為定值，參考點不同，同一點的電位不同。電子電路有個習慣畫法，即電源不再用符號表示，而是改為用電位極性和數(shù)值來標示。電子線路的習慣畫法1.2.2電壓和電位電壓與電位的關(guān)系：兩點之間的電位差稱為電壓。Uab=Va-Vb電壓的實際方向是由高電位點指向低電位點。Uab=

-Uba電壓標注方法1.2.2電壓和電位電壓實際方向與參考方向的關(guān)系當u＞0時，該電壓的實際極性與所標的參考極性相同；當u＜0時，該電壓的實際極性與所標的參考極性相反。電壓參考方向u＞0電壓實際方向電壓實際方向電壓參考方向u＜01.2.2電壓和電位【例1】在圖所示電路中，uab=2V，則電壓的實際極性為

高

低；uab=-2V，則電壓的實際極性為

高

低。解：uab=2V>0，則電壓的實際極性為a高b低；

uab=-2V<0，則電壓的實際極性為b高a低。注意：對電路分析時應(yīng)先指定各處電壓的參考方向，否則無意義。1.2.2電壓和電位電流的參考方向和電壓的參考方向的選定是獨立無關(guān)的。當電流參考方向與電壓參考方向一致稱為關(guān)聯(lián)參考方向；電流參考方向與電壓參考方向不一致稱為非關(guān)聯(lián)參考方向。電壓與電流的參考方向圖（a）中U=IR，圖（b）中U=-IR。（a）關(guān)聯(lián)參考方向（b）非關(guān)聯(lián)參考方向1.2.2電壓和電位分析和計算電路時注意：電路中標出的方向一律指參考方向。電流與電壓的參考方向可任意假定。但一經(jīng)選定，分析過程中不應(yīng)改變。參考方向不同時其表達式符號也不同，但實際方向不變。1.2.2電壓和電位在圖中電路中，Uac=Va-Vc=Va-Vb+Vb-Vc=Uab+Ubc。一個重要的結(jié)論：兩點間電壓等于兩點之間路徑上全部電壓代數(shù)和。1.2.2電壓和電位【例2】求圖示電路中的電壓Uab。解：（a）Uab=US-IR（b）Uab=-US+IR1.2.3電功率電功率是電場力在單位時間內(nèi)所做的功。它是具有大小和正負值的物理量，電功率簡稱功率，用p表示。功率的國際單位（SI）是瓦[特]（W）。常用單位還有千瓦（kW）、毫瓦（mW）等。p=dWdtp=dWdt=dWdq*dqdt=ui電路的功率等于元件兩端電壓與通過該元件的電流的乘積。在直流電路中功率P=UI。1.2.3電功率若某元件的電壓和電流為關(guān)聯(lián)參考方向時，元件上的功率p=ui或P=UI（直流）；電壓和電流為非關(guān)聯(lián)參考方向時，元件上的功率p=-ui或P=-UI（直流）。若p>0，表示元件吸收或消耗功率；若p>0，表示元件發(fā)出或供給功率。功率的正、負號表示能量的流向。1.2.3電功率【例3】試求圖中元件的功率，并判斷該元件是吸收功率還是發(fā)出功率。解：圖（a）中電流和電壓的參考方向為關(guān)聯(lián)參考方向P=UI=(-8)×3=-24W該元件發(fā)出功率24W圖（b）中電流和電壓的參考方向為非關(guān)聯(lián)參考方向P=-UI=