“+”与“-”在《电工基础》中应用.docVIP

“+”与“-”在《电工基础》中的应用 　　【摘要】“+”号与“-”号在电工基础中不能简单地理解成数学的符号，“+”号与“-”号在电工基础中代表参考方向、能量释放和吸收、物理量的变化、同频率的相位比较。 　　【关键词】参考方向 吸收功率 释放功率 温度系数在《电工基础》中“+”号与“-”号出现在很多章节中，几乎贯穿了《电工基础》的始终，正确理解这些“+”“-”号的含义，有助于理解并掌握相应的概念、规律、定律，并能准确运用。 　　 　　一、物理量的“+”与“-” 　　 　　1.电压、电流、电动势的“+”与“-”号。物理量的“+”“-”表示了它们的方向与所假设的参考方向之间的关系。当电压、电流、电动势为“+”时，表示它们的实际方向与参考方向相同；当电压、电流、电动势为“-”时，表示它们的实际方向与参考方向相反。要注意：在比较这些物理量大小时，它们的“+”“-”??表示方向，不能参与比较大小。 　　2.电功率的“+”与“-”。对负载来说，如果功率为“+”表示负载在吸收功率，它是真正意义上的负载；如果功率为“-”表示负载在释放功率，它实际上起了电源的作用。对电源来说，如果功率为“+”表示电源在释放功率，它是真正意义上的电源；如果功率为“-”表示电源在吸收功率，实际上在电路中相当于负载。因此，电功率的“+”“-”可以用来判断该元件在电路中实际是起电源作用，还是作为负载在使用，同样不能用来比较大小。 　　3.温度系数的“+”“-”。电阻的温度系数也有“+”“-”，当温度系数为“+”时，表示电阻的阻值随温度的升高而增大，如金属导体的电阻；当温度系数为“-”时，表示电阻的阻值随温度的升高而减小，如半导体材料的电阻。 　　4.相位差的“+”“-”。相位差的“+”“-”表示了两个同频率的正弦量相位超前与滞后的关系。例如：一正弦电流的初相为φ??i0?，同频率的一正弦电压的初相为φ??u0?，当φ=φ??i0?-φ??u0?0时，相位差φ为“+”，表示电流比电压超前φ；当φ=φ??i0?-φ??u0?0，所以该元件是吸收功率。 　　三、规律、定律的符号法则中的“+”“-” 　　1.电路中电位的计算。电路中某点的电位，等于从被求点通过一定的路径绕到零电位点，此路径上全部电压降的代数和。在求代数和时，如果电动势方向与绕行方向相同，此电动势取负号，反之取正号；如果电阻上的电流方向与绕行方向相同，此电阻上的电压取正号，反之取负号。 　　需要注意：一是路径绕行方向与电流方向不能混淆，二是电流本身的正负对电阻上电压的正负的影响。教师在教学中应讲透、讲清，不能含糊不清。 　　例2：在图(3)中，R??1?=2Ω，R??2?=3Ω，E=6V，内阻不计，I??1?=0.5A，I??2?=-0.5A，求A点、B点的电位。 　　解：选择C点为零电位点， 　　则A点的电位为： 　　V??A?=I??1?R??1?+E=0.5A×2Ω+6V=7V 　　B点的电位为： 　　V??B?=-E-I??2?R??2?=-6V-(- 0.5A)×3Ω=-4.5V 　　2.基尔霍夫电流定律。基尔霍夫电流定律可以表述为：在任一电路的任一节点上，电流的代数和等于零。即：∑I=0。此时规定：流入节点的电流为正，流出节点的电流为负。注意：这里的“流入”、“流出”是依据电流的参考方向判断的，同时还要注意，因电流的实际方向与参考方向的不同，电流本身还有正负，不能把这两种正负号混淆。 　　例3：如图(4)，I??1?=2A、I??2?=-4A、I??3?=-3A、I??4?=8A，求：I??5?=? 　　解：根据基尔霍夫电流定律： 　　I??1?+(-I??2?)+I??3?+(-I??4?)+(-I??5?)=0 　　所以，I??5?= I??1?+(-I??2?)+I??3?+(-I??4?) 　　= I??1?-I??2?+I??3?-I??4? 　　=2A-(-4A)+(-3A)-8A=-5A 　　负号表示I??5?的实际方向与图中所设参考方向相反。 　　基尔霍夫电流定律还可以表述为：电路中任意一个节点上，在任一时刻，流入节点的电流之和，等于流出节点的电流之和。即：∑I??入?=∑I??出?。在这种表述中，没有另外规定电流的正负，而直接用“流入”、“流出”来表示，此时，仅须注意电流这个物理量本身的正负就行了。学生在学习时这种表述相对较容易接受。 　　3.基尔霍夫电压定律。基尔霍夫电压定律可以表述为：沿任一回路绕行一周，回路中所有的电动势的代数和等于所有的电阻上的电压降的代数和。即：∑E=∑IR。此时规定：当电动势的方向与回路绕行方向一致时，此电动势取正号，反之则取负号。 　　当电阻上的电流方向与回路绕行方向一致时，此电阻上的电压降取正