知识点：电路变量（电流电压与电位）-教学文稿

电工电子技术主讲：张强项目一：

电路分析基本定律与分析方法电路变量（电流，电压与电位）01020403归纳总结知识深化明确任务知识准备05操作训练一、明确任务

在对实际电路进行分析时，首先要对电路进行抽象化处理，这就是电路模型的概念，在此基础上可以对电路进行定性或者定量分析。要对电路进行分析，必然涉及到其中两个最基本的物理量，包括电流和电压，其中跟电压密切相关的还有电位。

本节的主要任务就是讲授电路中的主要变量（电流、电压与电位）的定义、方向、数值表示及符号，以及电流与电压的概念拓展与测量等内容，为电路分析打下良好的基础。二、知识准备（一）电流

电荷的定向移动形成电流。带电粒子之所以作定向移动是因为受到了电场力的作用或者说是受到了电源的作用。正电荷与负电荷在电路中受到的电场力的方向是相反的，因此它们的移动方向也是相反的。为了便于分析电路，必须对电流的方向作出明确规定。

人们规定，正电荷的移动方向为电流的实际方向。1、电流的方向

电流强度是用来衡量电流大小的物理量。人们把单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流强度；电流强度又简称为电流，用符号i表示。

设在一段时间

内，通过导体横截面的电荷量为

，则电流i为

（3-1）（一）电流2、电流强度二、知识准备

在复杂直流电路中，我们一下子很难确定电流的实际方向。为解决这一难题，引入电流“参考方向”的概念。所谓参考方向，就是

在一段电路中，根据需要任意假定某一方向为电流的正方向，即参考方向，并用箭头在电路中标示出来，以此参考方向作为电路分析、计算的依据。当参考方向与实际电流方向一致时电流为正值，与实际电流方向相反时为负值。（一）电流3、电流的参考方向二、知识准备

图示电路中箭头所指的方向就是各支路的参考方向，但它并不代表实际方向。只有在标出了电流的参考方向后，电流数值的正负才有意义：即电流i>0，表明电流的实际方向与所确定的参考方向一致；反之若i＜0，表明电流的实际方向与所确定的参考方向相反。二、知识准备（一）电流3、电流的参考方向

电压是衡量电场力推动电荷运动，对电荷做功能力大小的物理量。在国际单位制中，u表示电压，单位为伏特（用V表示）。

电位是用于表征电场（电路）中不同位置时电荷所具有能量大小的物理量。如果在电路中任意选定一个电位参考点，并且规定参考点本身的电位为零，那就可以定义空间某点的电位在数值上等于将单位正电荷从该点移到参考点电场力所做的功。

电场（或电路）中任意两点之间的电压等于这两点之间的电位差。二、知识准备（二）电压、电位1、电压、电位定义及关系

二、知识准备（二）电压、电位2、电压的实际方向与参考方向

在电场力作用下正电荷移动的方向（即电位降低的方向）为电压的实际方向。在实际处理中，可以根据需要任意选定某一方向为电压的参考方向，当计算结果电压的数值为正时，表明其实际方向与参考方向一致；数值为负时，则与参考方向相反。三、操作训练（一）电流的测量

将量程开关拨至DCA（直流）或ACA（交流）的合适量程，红表笔插入mA孔（＜200mA时）或10A孔（＞200mA时）,黑表笔插入COM孔，并将万用表串联在被测电路中。测量直流量时，数字万用表能自动显示极性，图示方向电路电流4.92mA如图。

根据需要将量程开关拨至DCV（直流）或ACV（交流）的合适量程，红表笔插入V／Ω孔，黑表笔插入COM孔，并将表笔与被测线路并联（将红、黑表笔直接接在被测元件或支路两端），读数即可显示，图示方向电阻两端电压4.92V。三、操作训练（一）电压的测量

四、知识深化（一）电流的种类

根据电流的大小、方向与时间之间的关系，可将电流分成恒定电流、脉动直流、变动电流三种。图3-7直流电流波形图3-8交变电流波形三、知识深化（二）电动势

在电路中，要维持电流的不断流动，就必须有电源的存在。电源的作用是把从高电位端移到低电位端的正电荷通过非电场力（电源力）的作用，又从低电位端搬回到高电位端。电动势就是用来衡量电源这种将正电荷从电源负极（通过电源内部）搬到正极的能力大小的物理量。如下为几种电源外形图。1．电荷的定向移动形成电流，规定正电荷的移动方向为电流的实际方向；

2.电流强度是用来衡量电流大小的物理量，把单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流强度；3.在一段电路中，根据需要任意假定某一方向为电流的正方向，即参考方向，并用箭头在电路中标示出来，以此参考方向作为电路分析、计算的依据。当参考方向与实际电流方向一致时电流为正值，与实际电流方向相反时为负值。

四、归纳总结四、归纳总结4．电压是衡量电场力推动电荷运动，对电荷做功能力大小的物理量，是电路中产生电流的根本原因；5.在实际处理中，有的电路我们可能一下很难确定两点间电压的实际方向。在这种情况下可以根据需要任意选定某一方向为电压