1.电流
1)定义:荷电质点的有序运动形成电流。设在时间段内,通过某截面的电荷量的代数和为,则极限
称为电流,其方向规定为正电荷运动的方向。电流的单位:安[培](ampere,符号A)
2)电流的表示方法:箭头或双下标
3)参考方向:人为任意假设的方向为参考方向。对于电流而言,在一段电路中电流的方向可能有两个。例如在1中电流可从a流向b或相反,分别用和表示。在分析复杂电路时,往往难以判断电流的真实方向或电流的真实方向随时间不断改变。为此,在列写电路方程时,可任意假设一个电流的方向,称为电流的参考方向,并用箭头标示在图中。选定参考方向后,电流便是代数量。电流的真实方向由电流代数量的符号和参考方向来判断。当按参考方向求得的电流为正值时,表明其真实方向与参考方向一致;否则相反。例如图2中若电流,表明电流是从a流向b;否则是从b流向a,即真实方向与参考方向相反。
图1 一段电路中电流的方向 图2 电流的参考方向
4)电流的分类
直流:量值和方向不随时间变化的电流称为直流,用DC表示,大写字母I;
交流:随时间作周期性变化且平均值为零的电流称为交变电流,用AC表示,用小写字母或。
2.电压、电位、电动势
1)电压:试探电荷q在电场中所受到的电场力与电荷量成正比:,其中,库仑电场强度、感应电场强度和局外电场强度。电场力将电荷q从a点沿路线l移动到b点所做的功为:
定义:是电场力将单位正电荷由a点沿路线l移动到b点所作的功,称为由a点到b点沿路线l的电压,即
但在集中参数电路中感应电场只存在于某些电感性元件内部,局外电场则只存在于电源元件内部,所以只要规定所选路线不得穿过电路元件内部,则任意两点间的电压具有确定值,与路线无关,只与端点的位置有关,称为端电压,记作:
2)电位:任选一点p作为电位参考点,电路中某点与参考点之间的电压称为该点的电位,用表示。注:两点之间的电压便等于这两点的电位之差,电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。
方向表示:箭头、双下标、+ -号。
参考方向:关联参考方向,与电流结合讲。
电压与电位的单位:伏[特] (volt,符号V)
直流电压:当电压的量值和极性不随时间变化时,称为直流电压,通常用字母表示直流电压;
交变电压:周期性变化且平均值为零的电压称为交变电压,用或表示。
3)电动势:单位正电荷在局外电场和感应电场的作用下从a点沿路线l移动到b点这些力所作的功称为从a到b沿路线l的电动势,即
注:它与电压的正方向刚好相反。