1.1.3 电路的基本参数
1.电流与电压
（1）定义 电流指电荷的定向移动，用i表示。电流的大小定义为瞬时通过导体横截面上的电荷量。即
式中 i——电流，单位为安[培]（A）；
q——通过导体截面的电荷量，单位为库[仑]（C）；
t——时间，单位为秒（s）。
上式表明一般情况下电流是随时间变化的。如果电流不随时间而变化，即dq/dt为常数，称为直流电流，用大写字母I表示，I为直流时，式（1-1）可写成
图1-3 电路的基本类型
电压指电路中某两点间的电势差，用字母u表示，常用单位正电荷在电场力作用下，由a点运动到b点时电场力所做的功来定义电压的大小，即
式中 uab——a点到b点间的电压，单位为伏[特]（V）；
wab——正电荷q从a运到b时电场力所做的功，单位为焦[耳]（J）。
同样，对于直流电压，可写成
电流与电压一般分为交流与直流两种类型，常用AC表示交流，其大小用字母u、i表示，用DC表示直流，其大小用字母U、I表示。
注意：电流与电压还有一些常用的单位如下：
10-3千安（kA）=1安（A）=103毫安（mA）=106微安（μA）
10-3千伏（kV）=1伏（V）=103毫伏（mV）=106微伏（μV）
（2）方向 电流与电压都存在实际方向，电流的实际方向规定为正电荷移动的方向，电压的实际方向规定为高电势端指向低电势端。
在电路分析中，一些较为复杂的电路中电流与电压的实际方向无法判断，这使电路分析与计算变得困难。为了解决这一问题，常给电路中的电流与电压指定参考方向。参考方向指任意指定的电路中电流与电压的方向，在电路图中电流参考方向一般用箭头表示，电压参考方向一般用“+”“-”号表示。
注意：在电路中，所选的参考方向不一定就是此时电流或电压的实际方向。当参考方向与实际方向一致时，电流或电压为正值（i>0，u>0）；当参考方向与实际方向相反时，电流或电压为负值（i<0，u<0）。这样，在选定的参考方向下，根据电流或电压的正负，就可以确定其实际方向。
提示：在电路分析计算时，均应该先指定电流或电压的参考方向，再根据电路约束关系列出电路方程，最后计算求解电路参数。
例1-1 试判断图1-4中电流与电压的实际方向，其中实线箭头为参考方向。
图1-4 电流与电压的参考方向与实际方向
分析：根据所设定的电流与电压的参考方向与其正负符号，可以得出电流与电压的实际方向如图中虚线箭头指向。
在电路的某一支路中，若电流和电压的参考方向设定一致，则称该支路电流与电压的参考方向关联，否则，称为非关联，如图1-5所示。
图1-5 电流与电压的关联参考方向与非关联参考方向
注意：支路中电流与电压的参考方向关联与否，会使欧姆定律应用形式不同。在关联参考方向下，直流电路欧姆定律形式为U=IR；在非关联参考方向下，其为U=-IR。
2.电动势与电位
电动势是衡量电源对电荷做功本领的物理量，常用E（或e）表示。电动势的实际方向规定为从电源的低电势端指向高电势端，故电源的端电压和其电动势方向正好相反，如图1-6所示。
图1-6 电源电动势与端电压
注：电源电动势为电源的内在特征，常用箭头表示其方向，电源的端电压为电源外部的电势特征，常用“+”“-”符号表示其方向。
电位是表示电路中电势高低的一个重要概念，在电路的维护分析中常要实测电位。在电路中选一个参考点o，规定该点的电位为0，则该电路中各点到参考点o的电压就被称为该点的电位，用V表示（如电路a点电位可表示为Va），单位为伏（V）。即
电路的参考点也称为零电位点或公共接地点，一般在电路设计时即选定。常用符号“⊥”表示。
注意：电位可为正值或负值，某点的电位高于参考点即为正，反之则为负。选定参考点o，则a、b两点的电位分别为Va=Uao、Vb=Ubo。按照做功的定义，电场力把单位正电荷从a点移到b点所做的功，等于同一电场力把单位正电荷先从a点移到参考点，再从参考点移到b点所做的功的和，即
Uab=Uao+Uob=Va-Ubo=Va-Vb
或
式（1-6）表明，电路中a、b两点间的电压等于a、b两点的电位差，因而电压也称为电位差。
例1-2 如图1-7所示电路，试求a、b两点的电位Va、Vb。以及a、b两点间的电压Uab。
图1-7 例1-2图
解：Uac=1×2V=2V Ucb=3×6V=18V Uco=5V
Va=Uao=Uac+Uco=2V+5V=7V
Vb=Ubo=Ubc+Uco=-Ucb+Uco=-18V+5V=-13V
Uab=Va-Vb=7V-(-13V)=20V
或：Uab=Uac+Ucb=2V+18V=20V
3.电功率
一个电路或某一电路元器件在单位时间内所吸收（消耗）或提供（产生）的电能称为电功率。电功率单位为瓦（W）、千瓦（kW）等，即
直流电路中电功率可用P=UI来计算。
提示：在实践中的电路分析与维护处理关键在于理解电路的功用与工作状态，而电路的功用与工作状态的分析关键在于分析电路的基本参数，因此掌握电路的基本参数是学习本课程的一个重要基础。
思考题
1）什么是电路模型？什么强电电路和弱电电路？
2）分析电路时为什么要先设定电流与电压的参考方向？
3）如何判断电路中两点的电位高低？