当前课程知识点：电路原理 > 第一章 电路基础知识与定律 > 1.3 参考方向 > 1.3 参考方向
各位同学大家好
这一讲我们继续电路基础知识的学习
本讲学习讨论电路基础知识第三个大知识点
参考方向
关于电流电压的方向
我们在前面已经有过明确定义
电流方向
规定为正电荷运动的方向
电压方向
规定为从高电位指向低电位
那么这里为什么还有参考方向这么一个知识点呢
我们来看一个电路
图示电路
有两条并联支路
上面各有一电压源和电阻
对于这个电路
如果现在我们要确定电阻R3上的电压或者电流方向
我们是没有办法事先知道的
需要进行分析计算后才能确定
对于类似这种情况
我们的解决方案是假设
假设电压电流的方向
这个假设的方向就是电压或者电流的参考方向
好来看一下参考方向的概念
对电路中的电流及电压
可任意选定的一个方向为其参考方向
不管对电流还是电压
参考方向都是假设的
仔细阅读这段话
关于参考方向
我们得出下述信息
1、电流和电压的参考方向是假设的
2、该参考方向可任意选定
对于电压电流参考方向的上述两点
很多同学可能会提出这样的疑问
既然是任意假设的
他和实际方向有什么样的关系呢
下面我们就电流和电压参考方向
与实际方向的不同情况来进行讨论
首先
我们看电流参考方向与实际方向的关系
情况1
若设定的电流参考方向为从左至右
而实际电流方向相与之相同
也是为从左至右
这意味着电流参考方向与实际方向相同
则电路计算出来的电流变量一定为正值
情况2
如图所示
若设定的电流参考方向为从左至右
而实际电流方向为从右至左
意味着电流参考方向与实际方向相反
则电路计算出来的电流变量一定为负值
电压的情况相似
左图中
设定的电压参考方向与实际方向相同
则计算出电压定为正值
而在右图
设定的电压参考方向与实际方向相反
则计算出电压定为负值
另一方面
关于电压电流的参考方向和实际方向
大家也可以这样理解
不论电流还是电压
参考方向可任意假设
若最后求解出为正值
说明该变量的实际方向与假设的参考方向相同
反之
若为负值
说明该变量的实际方向与假设的参考方向相同
相反
下面 我们来看一道例题
这是一个只有两个元件的简单电路
现在我们通过分析该电路电阻上的电流和电压
让同学们更为熟悉和理解参考方向的内涵
以及电流电压参考方向与实际方向的关系
对该题我们分成下述4种情况分析
因为参考方向可任意假设
在图1和图2中
我们在两图中假设电流的参考方向正好相反
而对这个电路
根据高中知识
我们其实可以轻松求得电流I大小为2A
实际方向一定是从电源的正极经电阻流向负极
所以对图1
由于假设的电流参考方向与实际相同
电流I= 2A
而对图2
电流参考方向与实际电流方向相反
所以I= -2A
在3、4两图中
我们同样对图中电阻R的端电压
设置两个相反的参考方向
基于电路中只有两个元件
可视为两元件并联
故电阻的端电压大小
方向就等于电路中电源电压
大小为20V
方向为上正下负
对图3
由于设置的电压参考方向与实际方向相同
故U=20V
对图4
由于设置的电压参考方向与实际方向相反
故U=-20V
由本例
大家今后一定要注意
分析电路前必须指定电流、电压参考方向
这样求解出的电流电压正值或负值才有意义
完成了电压电流参考方向
及实际方向之间的关系分析之后
我们来了解一下
电流及电压参考方向的表示方式
关于电流的参考方向
有下述两种常见表示方法
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指向B
而关于电压的参考方向
有下述三种常见表示方法
1、用正负极性表示
由正极指向负极的方向为电压（降）的参考方向
2、用双下标表示
如 UAB
由A指向B的方向为电（降）的参考方向
3、用箭头表示
箭头指向为电压（降）的参考方向
最后
我们关注下
电流参考方向与电压参考方向的关联性
对任何一个二端元件
它的电流与电压的参考方向
有关联与非关联两种情况
如果是关联参考方向
如图1、图2所示
电流参考方向是从电压参考方向正极流入
负极流出
而非关联参考方向情况下
如图3、图4所示
电流参考方向是从电压参考方向负极流入
正极流出
为了让大家能较为熟悉电路中二端元件
电压电流参考方向关联性的判断
下面
我们来做一道例题
电路中仅有AB两个二端元件
电压、电流参考方向如图中所标
判断A、B两个二端元件电压
电流参考方向为关联参考方向
还是非关联参考方向
由两个元件构成的电路是一种比较特殊的电路
它即可视为是串联电路
也可视为是并联电路
根据串联电路特点
流经元件AB的是同一个电流i
而根据并联电路特点
元件AB的端电压均为图示电压u
先来观察一下A元件
电流i的参考方向
是从A元件端电压参考方向的负极流向正极
所以A元件电压、电流参考方向非关联
而观察元件B
我们发现情况正好相反
电流i的参考方向
是从B元件端电压参考方向的正极流向负极
所以B元件电压电流参考方向关联
在实际电路分析中
二端元件上电压电流参考方向为关联
还是非关联
对于我们列写电路方程是非常重要的
在后面的内容学习中
同学们将深刻体会到这一点
希望同学们一定要掌握
二端元件参考方向关联性的判断
同时
我们给同学们一个建议
为了避免列方程时出错
习惯上把 i 与 u 的参考方向取
关联参考方向
-1.1 电路模型
--1.1 电路模型
-1.2 电路变量
--1.2 电路变量
-1.3 参考方向
--1.3 参考方向
-1.4功率
--1.4功率
-2.1 电阻元件
--2.1 电阻元件
-2.2 理想电源元件
-2.3 受控源元件
-3.1基尔霍夫电流定律
-3.2基尔霍夫电压定律
-3.3基尔霍夫定理综合应用习题
-电路基础知识与定律---本章节练习1（电路基础知识）
-电路基础知识与定律---本章节练习2（电路元件）
-电路基础知识与定律---本章节作业3（基尔霍夫定律）
-4.1 等效基本概念
-4.2 电阻串联及等效变换
-4.3 电阻并联及等效变换
-4.4电阻混联等效变换
-4.5 电阻的∆—Y 变换
-4.6∆—Y等效变换基本总结
-4.7含受控源二端网络的等效变换
-5.1 理想电源等效分析
-5.2 理想电源等效例题分析
-5.3实际电源等效分析
-5.4实际电源等效变换例题讲解
-第二章 电路等效分析1--电阻等效章节练习
-第二章 电路等效分析2--电源等效变换章节练习
-6.1电阻电路的一般分析方法导入
-6.2节点电压法-基础分析
-6.3节点电压方程的标准化
-6.4节点电压法--特殊情况分析处理1
-6.4节点电压法--特殊情况分析处理2
-6.4节点电压法--特殊情况分析处理3
-7.1回路电流法--基本分析
-7.2回路电流法方程的标准化
-7.3回路电流法--特殊情况分析处理1
-7.3回路电流法--特殊情况分析处理2
-第三章 电阻电路的一般分析法1--节点电压法本章节练习
-第三章 电阻电路的一般分析法2--回路电流法本章节练习
-8.1叠加定理1
--8.1叠加定理1
-8.1叠加定理2
--8.1叠加定理2
-9.1戴维南定理
--9.1戴维南定理
-9.2戴维南定理例题
-9.3诺顿定理
--9.3诺顿定理
-9.4最大功率传输定理
-9.5戴维南定理习题讲解
-第四章 电路定理1--叠加定理章节练习
-电路定理2--戴维南/诺顿定理章节练习
-10.1 电容元件
-10.2电感元件
--10.2电感元件
-10.3电容电感的串并联
-10.4小结
--10.4小结
-11.1 动态电路基础知识
-11.2动态电路方程列写
-第五章 本章节练习1--电容电感元件
-第五章 本章节练习2--动态电路基础知识
-12.1换路定律
--12.1换路定律
-12.2 初始值计算
-12.2初始值计算例2
-13.1一阶动态电路经典解法-微分方程求解
-13.2一阶动态电路经典解法---电路全响应分析
-13.3一阶动态电路经典解法---时间常数
-13.4一阶动态电路的三要素法1
-13.4一阶动态电路的三要素法2
-13.5三要素法例题1
-13.5三要素法例题2
-13.6零输入响应和零状态响应
-13.7动态电路小结
-第六章 本章节练习1--动态电路初始值计算
-第六章 本章练习2--一阶动态电路经典解法
-第六章 本章节练习3--一阶动态电路的三要素法
-第六章 本章节练习4--零输入响应与零状态响应
-14.1正弦量基础知识1
-14.1正弦量基础知识2
-14.2相量法的引入1
-14.2相量法的引入2
-14.3相量运算与旋转因子
-15.1（1）元件约束的相量形式
-15.1（2）元件约束的相量模型
-15.2 基尔霍夫定理的相量形式
-15.3相量图
--15.3相量图
-16.1复阻抗与复导纳
-16.2阻抗的串并联连接
-第七章 本章节练习1--正弦量基础知识
-第七章 本章节练习2--元件约束和拓扑约束的相量形式
-第七章 本章节练习3--阻抗和导纳
-正弦稳态电路基础知识讲义2--元件约束与拓扑约束的相量形式
-17.1 正弦稳态电路的相量分析法
-18.1瞬时功率
--18.1瞬时功率
-18.2有功功率和无功功率
-18.3视在功率和功率因数1
-18.3视在功率和功率因数2
-18.4正弦稳态最大功率传输
--第八章 正弦稳态电路的功率分析--章节练习
-第八章 正弦稳态电路的分析--章节练习
-19.1频率响应与网络函数
-19.2滤波器
--19.2滤波器
-20.1谐振基本知识
-20.2RLC串联电路谐振
-20.3RLC串联谐振的品质因数
-20.4 RLC并联谐振
-第九章 电路的频率响应--章节练习
-21.1互感基础知识
-21.2同名端
--21.2同名端
-21.3耦合电感的电压电流
-22.1互感的去耦等效分析1
-22.1互感的去耦等效分析2
-22.1互感的去耦等效分析3
-23.1含有耦合电感电路 的分析计算1
-23.1含有耦合电感电路 的分析计算2
-24.1空心变压器
-24.2理想变压器
-24.3含理想变压器电路的分析计算
-第十章 互感与变压器--章节练习
-25.1三相电路基本概念1
-25.1三相电路基本概念2
-25.2对称三相电路的相线关系1
-25.2对称三相电路的相线关系2
-25.3对称三相电路的电路分析1
-25.3对称三相电路的电路分析2
-25.4三相对称电路的功率1
-25.4三相对称电路的功率2
-26.1非正弦周期信号的分解
-26.2非正弦周期信号的有效值及平均功率
-26.3非正弦周期电路的稳态分析
-第十一章 本章节练习1--三相电路
-第十一章 本章节练习2--非正弦周期稳态电路
