1.1 电流和电压

1.1.1 电流

电荷在导体中的定向移动形成了电流。电流用字母I表示。电流的大小等于单位时间内流过导体截面积的电荷量，即通过导体截面积的电荷量Q与通过这些电荷量所用时间t的比值，即

电流的单位是安培（A），简称安（A）；常用的单位还有毫安（mA）和微安（μA）。

1A = 103 mA = 106μA

电流是有方向的，习惯上规定正电荷移动的方向为电流的实际方向。如果电流的方向不随时间变化，则称为“直流”电流；如果电流的方向随时间作周期性的变化，则称为“交流”电流。在本章先介绍直流电，交流电将在第2章介绍。

在进行电路的分析计算时，往往预先标注出一个电流方向，称为参考方向。如果按照参考方向计算出来的电流值为正值，则说明实际方向与参考方向相同；如果计算出来的电流值为负值，则说明实际方向与参考方向相反。

1.1.2 电压

在电源内具有电能，如果用导线将电源与用电负载相连接，就会有电流流过负载（例如负载是白炽灯，电流通过就会使白炽灯发光）。电源之所以有驱动电荷流过导线与负载的能力，是因为其内部具有电气的压力，称之为“电压”。与水往低处流相似，电流也总是从电压高处流向电压低处。

电压用字母U表示。电压的单位是伏特（V），简称伏（V）；常用的单位还有毫伏（mV）。

1V = 103 mV

1.1.3 电位

就像空中的每一点都有一定的高度一样，电路中的每一点也都有一定的电位。也正如空间高度的差异才使液体从高处往低处流动一样，电路中电流的产生也必须有一定的电位差。在电源外部通路中，电流从高电位点流向低电位点。电位用大写英文字母V表示，并加注下标表示不同点的电位值，如VA、VB分别表示电路中A、B两点的电位值。

就像衡量空中的高度要有一个计算的起点（如海平面）一样，要衡量电路中电位的高低也要有一个计算电位的起点，称为“零电位点”，该点的电位值规定为0V。原则上零电位点是可以任意指定的，但习惯上常规定大地的电位为零，在电子设备中经常以金属底板或外壳作为零电位点。零电位点确定之后，电路中任何一点的电位就都有了确定的数值，这就是该点与零电位点之间的电压。而且知道各点的电位，也就能求出任意两点之间的电压了。例如，已知VA =5V，VB = 3V，则A、B两点之间的电压为UAB = VA-VB =（5-3）V = 2V。

【例1.1】 如图1.1所示，（1）若VE = 0V，求VA、VB、VC和UAB、UCB、UEA；（2）若VB = 0V，求VA、VC、VE和UAB、UCB、UEA。

图1.1 例1.1图

解：（1）若VE = 0V，则VA = 4−3 = 1V，VB = 4−5 = −1V，VC = 4V；

UAB = VA−VB = 1−（−1）= 2V，UCB = VC−VB = 4−（−1）= 5V，UEA = VE−VA = 0−1 = −1V。

（2）若VB = 0V，则VA = 5−3 = 2V，VE = 5−4 = 1V，VC = 5V；

UAB = VA−VB = 2−0 = 2V，UCB = VC−VB = 5−0 = 5V，UEA =VE−VA = 1−2 = −1V。

由例1.1可见：当参考点（零电位点）改变，电路中各点的电位值也随之改变，但电路中两点之间的电压（电位差）不变。