1.2 电流、电压、电位

1.2.1 电流和电流的参考方向

电流是由电荷有规则的定向流动形成的。电流的大小用电流强度来衡量。电流强度等于单位时间内通过导体某横截面的电量。电流强度也简称电流，用字母i表示，若在dt时间内通过导体某横截面的电量为dq，则有

在国际单位制中，电流i的单位是安培（A），简称安；电量q的单位是库仑（C）；时间t的单位是秒（s）。

大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流，或者称为直流电流（DirectCurrent），通常用大写字母I表示。

习惯上把正电荷流动的方向作为电流的实际方向。在电路分析中有时不容易判断出电流的实际方向，在有些情况下电流的实际方向还是变化的，为此我们可以任意选定一个方向作为电流的参考方向。当电流的实际方向与参考方向相同时，i＞0；当电流的实际方向与参考方向相反时，i＜0。这样电流i的值就有正有负，它是一个代数量。本书电路图上所标出的电流方向都是参考方向。在选定的电流参考方向下，根据电流的正负，就可确定电流的实际方向，如图1-2所示。

电流的参考方向在电路图中用箭头表示出来，可以画在线外，也可以画在线上，如图1-3所示。电流的参考方向也可以用双下标表示，比如iab表示电流由a点流向b点，即电流的参考方向是由a点指向b点。

1.2.2 电压和电压的参考方向

电场力把单位正电荷从a点移到b点所做的功（Work）称为a，b两点之间的电压（Voltage），即

在国际单位制中，功w的单位是焦耳（J），电压u的单位是伏特（V），简称伏。在电场内两点间的电压也称为两点间的电位差，即

式中，Va为a点的电位（Electric Potential），Vb为b点的电位。电压和能量的关系密切，如果正电荷由a点移动到b点是失去能量，则a点为高电位，b点为低电位。电压是标量，但在分析电路时，和电流一样，我们也说它具有方向，也可用箭头表示。电压的实际方向规定为由高电位端指向低电位端。

与电流的参考方向类似，可以任意选取电压的参考方向。当实际方向与参考方向相同时，电压为正值；当实际方向与参考方向相反时，电压为负值，如图1-4所示。

电压的方向还可以用极性表示。若a点电位高于b点电位，则a点为正极（Positive Pole），用“＋”号表示，b点为负极（NegativePole），用“-”号表示。于是，在分析电路时电压的参考方向也可以用参考极性表示。参考极性也可任意假定，如果电压的真实极性与假定的参考极性相同，则电压为正值；如果电压的真实极性与参考极性相反，则电压为负值。

图1-5所示为同一电路中电压uab参考方向的两种等效（Equivalent）的表示方法。

一个元件或者一段电路中电流和电压的参考方向均可任意假定，两者可以一致，也可以不一致。如果一致，称为关联参考方向；如果不一致，则称为非关联参考方向，如图1-6所示。图1-6（a），（b）为关联参考方向，图1-6（c），（d）为非关联参考方向。

大小和方向不随时间变化的电压称为恒定电压，或者称为直流电压（DirectVoltage），用大写字母U表示。

1.2.3 电位

在电路分析中，电路中某点电位值采用这样的方法来确定，即在电路中选定一点作为参考点，并将参考点的电位规定为零，则某点与参考点之间的电压就作为该点的电位。显然，同一点的电位值是随着参考点的不同而变化的，而任意两点之间的电压却与参考点的选取无关。