电路的基本物理量讲解

今天讲的内容是学习物理，或者学习电子技术的基本知识，也算生活的一些常识。虽然是简单的知识，但是有些东西是需要牢记于心，不管你是应付考试也好，还是今后想从事这个行业也好，这个知识对你的解题和研发都是有帮助的。

（1）电流

通常用单位时间内通过导体横截面的电荷量的多少来表示电流的强弱，即电流强度，简称电流。若用Δq表示在Δt时间内通过导体横截面的电量，则电流的大小可以表示为：

如果电流的大小和方向都不随时间变化，则称之为恒定电流。这时电流的大小可表示为：

在国际单位制中，时间的单位是s（秒），电量的单位是C（库［仑］），电流的单位是A（安［培］）。

此外，电流常用的单位还有kA（千安）、mA（毫安）和μA（微安），它们之间的关系为：

电流这个物理量，是今后解题或者设计电路的时候需要考虑的问题。但是今后求电流很少会用到这个公式，更多的是会用到“欧姆定律”。

电流不仅有大小，而且还有方向。在电工学中，一般规定正电荷移动的方向为电流的方向。在金属导体中，由于移动的是自由电子，因而其运动方向与电流的方向相反。

电流方向也是一个初学者比较头疼的问题，小编我在初学基尔霍夫，戴维南定理的时候，就是电流的方向绕得我团团转。所以请读者记住，电流的方向是高电位流向低电位，电源的正极流向负极，不确定的情况下可以假设电流方向。如果电流值是负值就说明实际的电流方向跟假设的方向相反，如果电流为正值就说明实际方向与假设方向是相同的。

（2）电压

电压又称为电位差，是衡量电场力做功能力强弱的一个物理量。如图2-10所示，若电场力把正电荷q从A点移动到B点，所做的功为WAB，则功与电荷q的比值就称做AB两点间的电压：

在国际单位制中，功的单位是J（焦［耳］），电量的单位是C（库［仑］），电压的单位是V（伏［特］）。若电场力将1C的电荷从A点移到B点所做的功是1J，则AB两点间的电压就是1V。

电压常用的单位还有kV（千伏）、mV（毫伏）等，它们之间的关系为：

（3）电位

若以B为参考点，电场力将正电荷q从任意点A移到参考点B所做的功WA跟电荷量q的比值，称做A点对参考点B的电位，记作：

电位的单位也是V（伏［特］）。电路中任意两点的电位差就是这两点间的电压，即：

电位是表示电路中某一点电势高低的物理量，而且是相对于参考点来说的，通常规定参考点的电位为零电位。参考点的选择，原则上是任意的，但在实际研究问题时，一般选择无穷远处或大地为零电位参考点。

需要注意的是，在同一个电路中，当选定不同的参考点时，同一点的电位是不同的。但是参考点一经确定，各点的电位也就是确定的。当电位为正值时，说明其电位高于参考点电位；当电位为负值时，说明其电位低于参考点的电位。

（4）电动势

在电源内，非电场力将单位正电荷从电源的负极经电源内部移到电源的正极所做的功，称为电动势。对直流电动势，表示为：

电动势的单位也是V。

电动势也是有方向的，一般规定为电动势在电源内部由电源负极指向正极。

对于一个电源来说，既存在电动势，又存在端电压。电动势只存在于电源内部，端电压存在于电源加在外电路的两端，由电源正极指向负极。当外电路开路时，端电压在数值上与电动势相等。

电动势与电压是两个不同的概念，但是都可以用来表示电源正负极之间的电位差。在图2-15所示的电路中，E和UAB的参考方向刚好相反，

下图所示为电动势常用的两种表示方法。

在分析和计算时，对电动势也常选取参考方向。当电动势的真实方向和参考方向相同时，电动势为正值；当电动势的真实方向和参考方向相反时，电动势为负值。如图所示。

（5）电功率

图中点电荷在电场中运动电路的功能之一就是传输电能，分析电路时经常用到有关电功率的计算。

在国际单位制中，电压的单位是V；电流的单位是A；电功率的单位是W（瓦［特］，简称瓦）。常用的单位还有kW（千瓦）、mW（毫瓦），它们之间的关系为：

为了方便判别，引入关联和非关联参考方向。如图2-20（a）所示，选择元件两端电压U与流过元件电流I的参考方向一致，称为关联参考方向。如图2-20（b）所示，选择元件两端电压U与流过元件电流I的参考方向相反，称为非关联参考方向。

（6）总结

1.电压与电位的区别

联系：单位都是V，电压等于电位差。区别：电位是相对的，它的大小与参考点有关选择有关；电压是绝对量，它的大小与参考点无关。2.电动势与电压的区别

含义不同。电动势是衡量电源做功能力大小的物理量，而电压是衡量电场力做功能力大小的物理量。存在的位置不同。电动势只存在电源内部，电压不仅存在于电源的内部也存在电源的外部。方向不同。电动势的方向是由负极到正极，而电压的方向是正极到负极。

　　审核编辑：汤梓红