1、電流的大小與方向
電荷的定向運動形成電流,通常將正電荷移動的方向規(guī)定為電流正方向。電流的大小用電流強度來衡量,其數(shù)值等于單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體某一橫截面的電荷量。根據(jù)定義有:
式中,i為電流強度,簡稱電流。電流單位為安培(a)。
根據(jù)電流大小和方向隨時間的變化情況,我們把電流分為兩大類。一類電流的大小和方向都不隨時間而變化,即稱之為恒定電流,簡稱直流,常用字母dc或dc表示。如圖1-3 a)所示恒定電流波形。直流電流用大寫字母i表示。另一類是電流大小和方向都隨時間變化,稱為變動電流,變動電流用小寫字母i表示,其中一個周期內(nèi)電流的平均值為零的變動電流稱之為交變電流,簡稱交流,常用字母ac或ac表示。如圖1-4 b)所示正弦交流電流波形。
2、電流的參考方向
電流的方向是客觀存在的,但在電路分析中,一些較為復(fù)雜的電路,有時電流的實際方向難以判斷,有時電流的實際方向還在隨時間不斷改變,于是要在電路中標出電流的實際方向較為困難。為了解決這一問題,在電路分析時,常采用 “參考方向”這一概念。
在一段電路或電路元件上可以任意選定一個方向作為電流的流動方向,這個方向就是電流的參考方向,在電路圖中用箭頭表示。如圖1—4所示,當電流的參考方向與實際方向一致時,電流為正值(i>0);當電流的參考方向與實際方向相反時,電流為負值(i<0)。
除了用箭頭來表示電流的參考方向外,還可用雙下標表示,如iab表示電流參考方向從a指向b。
在選定的電流參考方向下,根據(jù)電流的正負,就可以確定電流的實際方向。在分析電路時,先假定電流的參考方向,并以此去分析計算,最后根據(jù)數(shù)值的正負值來確定電流的實際方向。
綜上所述,電流參考方向是電路分析計算過程中很重要的概念,在學(xué)習(xí)中需要注意:
1)電流參考方向可隨意選擇,而實際電流是客觀存在。當同一個電流,選擇的參考方向不同,則其電流的數(shù)值大小相等而符號相反。例如iab=-iba。
2)電流是個代數(shù)量,電流的表達式中反映了大小與方向。例如當i=-2a,表明電流大小為2a,其實際方向與參考方向相反。因此在分析電路電流時,應(yīng)先選擇好電流的參考方向。若不選擇參考方向,而談?wù)撾娏鞯恼撌菬o意義的。
3)在電路圖上標注的是電流參考方向而不是實際方向。在某些直流電路中,若可直接判斷出電流的實際方向,一般為方便起見,選擇其參考方向與實際方向一致。