参考方向对电流、电压和电动势的影响

中学物理在分析和计算电路问题的时候，电流、电压和电动势的方向是统一约定的。即，电流I在外电路中从电源的正极出发，流向负极；在内电路中从电源的负极出发流向正极。电压U的方向是从电源的正极指向负极，电动势E的方向是从电源的负极指向正极。这种约定的方向与电路中电流、电压和电动势的实际方向相一致，在分析、计算简单电路（单电源电路）的问题时是可行的，但在分析、计算如图1-6所示的复杂电路问题时却有困难。

在分析和计算复杂电路问题的时候，电路中电流和电压的实际方向往往事先无法确定，在电流、电压的方向无法确定的情况下，没有办法对电路进行分析和计算。为了解决这一问题，引入电流、电压和电动势参考方向的概念。

图1-6 电压和电流的 参考方向

电流、电压和电动势的参考方向指的是：在分析和计算复杂电路的问题之前，为了分析和计算的需要而假设的电流、电压和电动势的方向，这些方向通常用如图1-6所示的箭头来表示。

在图1-6中I₁、I₂和I₃旁边的箭头表示电流I₁、I₂和I₃的参考方向，U₁、U₂和U₃旁边的箭头表示电阻R₁、R₂和R₃两端电压的参考方向，E₁和E₂旁边的箭头表示电源E₁和E₂电动势的参考方向，U_s1和U_s2上下的正、负号表示电压源输出电压的参考方向。

参考方向的假设是任意的，任意假设的参考方向与电流、电压和电动势的实际方向之间存在着差别，这种差别体现在，在某些电路中参考方向与实际的方向相一致，而在另一些电路中，参考方向与实际的方向则相反，但不论属于哪种情况，都不会影响电路分析和计算结论的正确性。这是因为按参考方向求解得出的电压和电流的值有大于零和小于零两种可能。大于零，为正值，说明该参考方向与实际的方向相一致；小于零，为负值，说明该参考方向与实际的方向相反。

顺便指出，进行电路分析和计算的时候，在没有标明电流或电压参考方向的前提下就讨论电流或电压的正、负值是没有意义的。(www.xing528.com)

电压的参考方向除了用箭头表示之外，还可以用正、负号或下标a、b、c来表示，如图1-7所示。

图中的符号U_ab、U_bc不仅表示电压U_ab、U_bc值的大小，也表示该电压的参考方向是从a指向b，从b指向c。

在用电位表示电路中某一点的电压值时，该电压的参考方向是确定的，都是从该点指向零电位点。

参考方向的假设是任意的，在电路的分析计算中，将两个相同方向的参考方向称为关联参考方向；反之称为非关联参考方向。

图1-7 电压的参考方向

虽然参考方向的假设是任意的，但为了分析计算的方便，通常将同一个电路的无源器件（如电阻元件等）上电流和电压的参考方向设定成相关联的，而将电源电动势和电源两端电压的参考方向设定成非关联的。