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2.2.2 電流

2.2.2 電流的概念

1.電流的概念

電流,英文為Current,是電路中電荷流動量的度量,它表示單位時間流過電路中某一截面的凈電荷量。電荷流動不僅有數量,也有方向,因此電流是具有方向的。規定正電荷流動的方向為電流的實際方向。

電流的符號:電路中用I表示不隨時間變化的電流,或用i表示隨時間變化的電流。

電流的單位是安培(A),是國際單位制中的七個基本單位之一。它表示:每秒鐘有1庫倫(C)電量流過電路中某一橫截面。常用的電流單位有安(A)、毫安(mA)和微安(μA),換算關系為

2.電流的參考方向

2.2.2 電流的參考方向

電流作為電路的基本物理量,是分析電路的主要對象,因此在分析電路之前,電流的實際方向一般是未知的。在電路中,每條通路的電流方向只有兩個可能的選擇,因此,可以用代數量來表示有方向的電流,符號表示方向,絕對值表示大小。

為了用代數量表示電流,我們必須事先規定一個電流的參考方向。電流的參考方向有以下兩種表達方法。

(1)箭標法

如圖2-31a所示為電流參考方向的箭頭標示法,電路中標示的I方向就是電流的參考方向,在電路圖中用這種方法標示出電流的參考方向。

2.2.2 電流參考方向的表達方法

(2)雙下標法

如圖2-31b所示,iab為電流參考方向的雙下標標示法,標示電流的參考方向由a指向b,這種標示法一般用于公式計算中。

電流的參考方向是人為定義的,可以在支路的兩個方向上任意指定,然而電流的實際方向則是受電路約束客觀存在并確定的。如何確定電流的實際方向呢?

當電流的代數值大于0,電流的實際方向與參考方向一致;當電流的代數值小于0,電流的實際方向與參考方向相反。若分析電路后確定的電流符號為正,則表明電流的真實方向就是參考方向;反之亦然。

圖2-32a所示電流I的代數值為3A,其值大于0,說明電流的實際方向與參考方向一致,由a指向b;圖2-32b所示電流I的代數值為-3A,其值小于0,說明電流的實際方向與參考方向相反,由b指向a。

圖2-31 電流的參考方向標示

a)電流參考方向的箭標法 b)電流參考方向的雙下標法

圖2-32 電流的參考方向與實際方向

a)I=3A b)I=-3A

例2-4】指出圖2-33中電流的大小、參考方向以及實際方向。

Iab是電流參考方向的雙下標表示法,Iab=-2A,表明該電流大小為2A,電流的代數值小于0,說明電流的實際方向與參考方向相反。而電路中參考方向是由a指向b,因此電流的實際方向為b指向a。

圖2-33 例2-4圖

3.電流的測量

實驗和工程中采用萬用表測量電流,萬用表量程旋鈕撥到電流檔(如果測量直流電流,就撥到直流電流檔;如果是測量交流電流,就撥到交流電流檔),并將萬用表串接在被測電路中,此時萬用表充當電流表的作用,具體的測量方法參見2.1.2節。所測電流的參考方向由萬用表接線方式決定,參考方向為“+”接線柱指向“-”接線柱,其連接示意如圖2-34所示。

圖2-34 萬用表測電流的連接示意

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