电工与电路基础
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2.2.2 电流

2.2.2 电流的概念

1.电流的概念

电流,英文为Current,是电路中电荷流动量的度量,它表示单位时间流过电路中某一截面的净电荷量。电荷流动不仅有数量,也有方向,因此电流是具有方向的。规定正电荷流动的方向为电流的实际方向。

电流的符号:电路中用I表示不随时间变化的电流,或用i表示随时间变化的电流。

电流的单位是安培(A),是国际单位制中的七个基本单位之一。它表示:每秒钟有1库伦(C)电量流过电路中某一横截面。常用的电流单位有安(A)、毫安(mA)和微安(μA),换算关系为

2.电流的参考方向

2.2.2 电流的参考方向

电流作为电路的基本物理量,是分析电路的主要对象,因此在分析电路之前,电流的实际方向一般是未知的。在电路中,每条通路的电流方向只有两个可能的选择,因此,可以用代数量来表示有方向的电流,符号表示方向,绝对值表示大小。

为了用代数量表示电流,我们必须事先规定一个电流的参考方向。电流的参考方向有以下两种表达方法。

(1)箭标法

如图2-31a所示为电流参考方向的箭头标示法,电路中标示的I方向就是电流的参考方向,在电路图中用这种方法标示出电流的参考方向。

2.2.2 电流参考方向的表达方法

(2)双下标法

如图2-31b所示,iab为电流参考方向的双下标标示法,标示电流的参考方向由a指向b,这种标示法一般用于公式计算中。

电流的参考方向是人为定义的,可以在支路的两个方向上任意指定,然而电流的实际方向则是受电路约束客观存在并确定的。如何确定电流的实际方向呢?

当电流的代数值大于0,电流的实际方向与参考方向一致;当电流的代数值小于0,电流的实际方向与参考方向相反。若分析电路后确定的电流符号为正,则表明电流的真实方向就是参考方向;反之亦然。

图2-32a所示电流I的代数值为3A,其值大于0,说明电流的实际方向与参考方向一致,由a指向b;图2-32b所示电流I的代数值为-3A,其值小于0,说明电流的实际方向与参考方向相反,由b指向a。

图2-31 电流的参考方向标示

a)电流参考方向的箭标法 b)电流参考方向的双下标法

图2-32 电流的参考方向与实际方向

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

例2-4】指出图2-33中电流的大小、参考方向以及实际方向。

Iab是电流参考方向的双下标表示法,Iab=-2A,表明该电流大小为2A,电流的代数值小于0,说明电流的实际方向与参考方向相反。而电路中参考方向是由a指向b,因此电流的实际方向为b指向a。

图2-33 例2-4图

3.电流的测量

实验和工程中采用万用表测量电流,万用表量程旋钮拨到电流档(如果测量直流电流,就拨到直流电流档;如果是测量交流电流,就拨到交流电流档),并将万用表串接在被测电路中,此时万用表充当电流表的作用,具体的测量方法参见2.1.2节。所测电流的参考方向由万用表接线方式决定,参考方向为“+”接线柱指向“-”接线柱,其连接示意如图2-34所示。

图2-34 万用表测电流的连接示意