電路分析中的假設(shè)正方向(參考方向)
問(wèn)題的提出:在復(fù)雜電路中難于判斷元件中物理量的實(shí)際方向,電路如何求解?
解決方法:
(1)在解題前先設(shè)定一個(gè)正方向,作為參考方向;
(2)根據(jù)電路的定律、定理,列出物理量間相互關(guān)系的代數(shù)表達(dá)式;
(3)根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定實(shí)際方向:
若計(jì)算結(jié)果為正,則實(shí)際方向與假設(shè)方向一致;
若計(jì)算結(jié)果為負(fù),則實(shí)際方向與假設(shè)方向相反。
為什么要引入?yún)⒖挤较颍?br>(1)有些復(fù)雜電路的某些支路事先無(wú)法確定實(shí)際方向。為分析方便,只能先任意標(biāo)一方向(參考方向),根據(jù)計(jì)算結(jié)果,才能確定電流的實(shí)際方向。
(2)實(shí)際電路中有些電流是交變的,無(wú)法標(biāo)出實(shí)際方向。標(biāo)出參考方向,再加上與之配合的表達(dá)式,才能表示出電流的大小和實(shí)際方向。
如圖所示,帶電極板使電荷運(yùn)動(dòng),電荷形成的電流方向?yàn)樽詀到b,這就是電流的實(shí)際方向。
1.電流的參考方向
元件(導(dǎo)線(xiàn))中電流流動(dòng)的實(shí)際方向有兩種可能:
電流的參考方向與實(shí)際方向的關(guān)系:
電流參考方向有兩種表示:
(1)用箭頭表示:箭頭的指向?yàn)殡娏鞯膮⒖挤较颉?
(2)用雙下標(biāo)表示:如iab,電流的參考方向由a點(diǎn)指向b點(diǎn)。
電流的參考方向
例 :
2.電壓(降)的參考方向
電壓參考方向的三種表示方式:
小結(jié):
1.分析電路前必須選定電壓和電流的參考方向。
2.參考方向一經(jīng)選定,必須在圖中相應(yīng)位置標(biāo)注(包括方向和符號(hào)),在計(jì)算過(guò)程中不得任意改變。
3.關(guān)聯(lián)參考方向和非關(guān)聯(lián)參考方向。
關(guān)聯(lián)參考方向:元件或支路的u、i 常采用相同的參考方向(即:電流i的參考方向?yàn)閺碾妷簎的正極性端流向負(fù)極性端)則稱(chēng)u,i取關(guān)聯(lián)參考方向,如下所示:
4.參考方向也稱(chēng)為假定正方向,以后討論均在參考方向下進(jìn)行,不考慮實(shí)際方向。
已知:us=2v, r=1ω。
問(wèn):當(dāng)u分別為 3v 和 1v 時(shí),ir=?
解:(1) 假定電路中物理量的正方向如圖所示:
(2)列電路方程。
(3) 數(shù)值計(jì)算。
國(guó)際單位制中變量的單位:
當(dāng)電量的數(shù)值過(guò)大或過(guò)小時(shí),常用十進(jìn)制的倍數(shù)表示。
一些常用的十進(jìn)制倍數(shù)的表示法: