电路基础：电流和电压的参考方向详解
电路基础：电流和电压的参考方向详解
在电路分析中，电流和电压的参考方向是一个基础但重要的概念。正确理解参考方向不仅能帮助我们更准确地分析电路，还能简化计算过程。本文将详细讲解电流和电压的参考方向及其表示方法，帮助读者掌握这一关键知识点。
1.2 电流和电压的参考方向
参考方向就是一个假设的方向（类似中学物理的正方形），选参考方向的原因是电路结构略显复杂，无法直接看出支路电压、电流的实际方向，参考方向可以任意选择，任意支路电压、电流只有两种可能的方向，方向的信息可以蕴含在符号之中（电压、电流都可以看作代数量）。
电压、电流参考方向的特点是不会影响电路工作状态。
如果计算出负电流，那电流方向和参考方向相反，否则反之。
1.2.1 电流的表示方法
电流的表示方法：箭头，角标
电流很少写角标，一般直接画箭头，箭头并不一定是实际方向，是参考方向。
朝下的-5A实际方向就是朝上的5A，就电流而言，图©和图(d)是一样的。上图说明参考方向的选择不影响实际电流方向。
1.2.2 电压的表示方法
电压方向的表示方式有：箭头，角标，极性（正负），电位，其中极性和电位含义相同。
电压的箭头不标在支路上，是标在侧面
（a）和（b）是箭头表示
（c）和（d）是角标表示，u a b u_abua b，a aa是起点，b bb是终点
（e）和（f）是极性表示
（g）和（h)是电位表示方式，u a b = φ a − φ b u_ab=\varphi_a-\varphi_bua b=φa −φb ，是起点电位减去终点电位。正极性是高电位点，负极性是低电位点。从a到b有一个电压降落即电压降，由负指向正是电压上升。
有时候不知道电压实际方向，假设从上下到下是高电位到低电位，如果计算得出是正数，说明假设正确，否则说明实际方向和参考方向相反，上面是低电位，下面是高电位。
1.2.3 电位
某点电位即是此点于参考点之间的电压，方向是由任意点指向参考点
性质：电位具有相对性，电位差（电压）具有绝对性
下面是海拔高度案例：
认为海平面高度是0，这个0高度面相当于电位中的0参考点，任意点的电位类似于任一点的海拔。海平面上升了，a和b点海拔变了，但是a和b的高度差没变，假设这个海平面就是零电位点，那么a和b两点的电位差不变。
1.2.4 同一支路u、i参考方向之间的关系
u、i参考方向均可独立任意指定，没有什么限制。
关系：
- u、i参考方向相同：关联参考方向
- u、i参考方向相反：非关联参考方向
- 前提：对于同一支路或端口而言
(a)和(d)关联参考方向，(b)和©非关联参考方向
1.2.5 关联参考方向的对象
这是有两个端口，需要先指定对象，对于（B）的N 1 N_1N1 （改画为C），
1.2.6 补充知识点
- 在分析求解题目前，应首先指定参考方向，只有选定了参考方向后才能列写电路方程。
- 参考方向一经指定，就不要再轻易变动，否则容易出错!
- 以后遇到的方向标注，都应理解为参考方向而非实际方向。
- 电压、电流的符号必须与参考方向结合才能起作用，若不指定参考方向，则其符号失去意义。
- 对于电压、电流而言，变向加负号，前后是完全等价的，没有必要对于正值有过多倾向性。
- 要搞清楚关联、非关联的对象
- 参考方向的选取不会影响原电路的工作状态。
- 若无说明，默认取关联参考方向。