【国家电网今日考点】电压电流参考方向晕了?看小思教授如何解释~

2018-10-06
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     2019国家电网考试的备考才进入预习阶段,同学们就攒了一肚子道不完的苦水…...电分继保太难啦!电机电磁太难啦!


  得嘞,小思还是出山吧~为同学们分享国网必考干货,助力2019国网备考!


  面对枯燥无味的国网考试知识,小思利用生活中的常见事例和直白的语言逐一做解释,努力让它们变得通俗易懂且平易近人,帮助同学们轻松捕捉考点。

知识点 1:电流

电压U(V)、电流I(A)、电荷Q(C)、磁链(Wb)是4个评价电路模型的表征量。其中电流和电压是常用的表征量。

  水滴聚集成水流的时候,有大小,有方向。当电荷聚集起来,定向流动形成电流的时候同样有大小和方向。最早的时候并没有规定参考方向,于是在计算中就出现了种种尴尬。


  例:两只电路回合的时候, I总=2A(向右)+1.5A(向左)=0.5A(向右),计算时非常的不方便。

  有了参考方向之后,支路的电流与参考方向相同,取正值;与参考方向相反,取负值;上述例子中就可以写成: I总=(2A)+(-1.5A)=0.5A,其实这样会更方便计算。

  电流实际方向未知的情况下,电流方向可能向左,也可能向右,为了方便分析与计算,我们必须假设一个参考方向,这样电流从一个带有方向信息的矢量才能变为一个纯代数值。


  定义:电荷的定向移动,其大小为单位时间内流过的电荷量,公式i=dq/dt


  实际方向:规定正电荷的运动方向为电流的实际方向


  参考方向:计算电流前,任意假定一个电流的方向

     1.若解出i>0,则电流实际方向与参考方向一致

     2.若解出i<0,则电流实际方向与参考方向相反


  表示方式:有两种表示方式

     1.用箭头(常用)

     2.用双下标表示,iAB表示电流的参考方向是由A到B

  考点:

     1.指定参考方向的用意是在于把电流看成代数量

     2.指定参考方向后,电流值的正和负就可以反应出电流的实际方向

     3.电流的参考方向可以任意指定  

  知识点 2:电压

  电流要制定参考方向,电压同样要制定参考方向,因为电压同样可以是正的或者负的。为了方便分析,必须为电压假设一个参考方向。

  定义:单位电荷从一点移动到另外一点所做的功,公式u=dw/dq


  实际方向:规定电压的实际方向从高电位指向低电位,也是电位降低的方向


  参考方向:计算电流前,任意假定电压的方向。

     1.若解出u>0,则电压实际方向与参考方向一致

     2.若解出u<0,则电压实际方向与参考方向相反


  表示方式:有三种表示方式

     1.用箭头表示,箭头指示方向为电压降落方向

     2.用双下标表示,UAB的值即代表(UA-UB)

     3.最常见的是用正负号表示


  考点:

     1.指定参考方向的用意是在于把电压看成代数量

     2.指定参考方向后,电压值的正和负就可以反应出电压的实际方向

     3.电压的参考方向可以任意指定

  知识点 3:受控源

  定义:

  解题之前,任意假设电压和电流的参考方向,如果指定流过元件的电流的参考方向是从标以电压正极性的一端指向负极性的一端,即元件中电流的参考方向与元件电压的参考方向假设相同时,则称为电压电流为关联参考方向;否则称为非关联参考方向(电流正极进负极出为关联,负极进正极出为非关联)


  考点:

      1.要会判断关联参考方向和非关联参考方向


      2.在分析电路前,我们必须指定电压和电流的参考方向。一般对负载我们指定关联参考方向,对电源我们指定非关联参考方向


      3.若采用关联参考方向,则元件的电压电流表达式中使用正号;若采用非关联参考方向时,则元件的电压电流表达式中使用负号


  考点强化:

     1.关联参考方向:电流从正极进负极出为关联,从负极进正极出为非关联(正进负出为关联,负进正出非关联)


     2.知识点2中,我们拿欧姆定理为例说明,在关联参考方向下,U=IR;在非关联参考方向下,U=-IR。因为电阻是正值,在非关联参考方向下(如下图所示):如果实际电流方向是参考方向(即从左到右),那么实际电压肯定是左边高右边低,这就与假设的电压方向相反,因此电压肯定是负值,所以在非关联参考方向下,是U(负)=-I(正)R(正)。这样方程两端的正负才能对应。

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  知识点 3:受控源

  定义:单位时间内所做的功,p=dw/dt=ui,单位:瓦特W

  考点:

      1.当电压电流选为关联参考方向的时候,乘积ui表示元件吸收的功率;此时,p>0表示实际吸收功率;p<0表示实际发出功率。


      2.当电压电流选为非关联参考方向的时候,乘积ui表示元件发出的功率;此时,p>0表示实际发出功率;p<0表示实际吸收功率。


      3.理想电压源和理想电流源不总是发出功率的。


  考点强化:

      1. 上文知识点1中,功率正负的含义可以这样理解:我们选关联参考方向的时候,和电阻的电压电流实际方向一致,如下图典型电阻电路。


  电阻电路随着电流的方向,电压降低,电阻是吸收功率的,这个功率表示吸收功率的结果。正值是吸收功率,负值比如-5w,表示发出5w。

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      2. 上文知识点2中,功率正负的含义可以这样理解:我们在非关联参考方向的时候,这和电源的电压电流实际方向一致,如下图典型电源电路。


  电压源电路就是随着电流的方向,电压升高。电源是发出功率的,这个功率表示发出功率的结果,正值表明发出功率,负值比如-5w,就说明是吸收5w。

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