浅析电工类专业基础课中正负符号的涵义

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1、浅析电工类专业基础课中正负符号的涵义［摘要］透切认识这些正负号，掌握相应的概念、定律、公式，并能准确运用它们来分析问题、解决问题。［关键词］概念公式定律实际方向参考方向绕行方向我们知道，数学屮的“符号（下文简写为屮文正负号）应该大致表达两种含义：一是用来表示运算符，二是用来表示数字的大小。对比数学，《电工学》、《电工基础》等电工类专业基础课，有很多概念、规律、定律、公式、图形等都出现正负符号，其内涵非常丰富。由于很多学生不能正确领会正负号在不同情形中的涵义，结果在学习时容易把它们与数学上的正负号相混淆，其实它们除了在某些

2、计算公式还存在数学意义上的运算符关系之外，其它不同概念定律、公式中的正负有不同的的正负有不同的涵义。因此，为了能透切认识这些正负号，掌握相应的概念、定律、公式，并能准确运用它们來分析问题、解决问题。本文对电工类专业基础课教学中经常遇到的正负号所包含的不同涵义逐一分析，进行浅析如下。一、图形屮的正负号在电工类专业基础课的电路图中，标有很多正负号，一般有以下儿种含义，一是表示测量仪表的正负接线点，二是表示负载的参考正负端，三是表示电源的止负极，四是表示电容器的止负极板。二、概念中的正负号1・电压、电流和电动势前的正负号这些物

3、理量前的正负号是表示它们的实际方向与所假设的参考方向之间的关系。当电压、电流、电动势为正时，表示它们的实际方向与参考方向相同；当电压、电流、电动势为负时，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，它们的正负只表示方向，不能参与比较大小。2.电位前的正负号电位前的正负号是表示电路中某点与参考点零电位之间的关系。当电位为正时，表示某点电位高于参考点电位；当电位为负时，表示某点电位低于于参考点电位。在分析电路时，确定了参考点，知道各点电位的高低,我们就可以止确选用和连接所需元件。3.电功率前的正负号对电

4、源来说，如果功率前为正表示电源在释放功率，它是真正意义上的电源；如果功率前为负表示电源在吸收功率，实际上在电路中相当于负载。对负载来说，如果功率前为正表示负载在吸收功率，它是真正意义上的负载；如果功率前为负表示负载在释放功率，它实际上起了电源的作用。因此，电功率前的正负号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。要注意：电功率的正负只表示释放功率或吸收功率，同样不能用来比较大小。4.电阻的温度系数前的正负号电阻的温度系数前也有止负，当温度系数为止时，表示电阻的阻值随温度的升高而增大，如金属导体的电阻

5、；当温度系数为负时，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。2.初相位和相位差前的正负号初相位和相位差前也冇正负号，当初相位为正时，表示在正弦交流电波形图中，交流电由负值变为正值时的零值点在坐标原点的左边，或表示在相量图中，以直角坐标轴的水平方向为参考方向，逆时针转动的角度；当初相位为负时，表示在正弦交流电波形图中，交流电由负值变为止值时的零值点在坐标原点的右边，或表示在相量图中，以直角坐标轴的水平方向为参考方向，顺时针转动的角度。相位差的正负表示了两个同频率的正弦量相位超前与滞后的关系。例如：某正弦交流电

6、流的初相为4)i,同频率的另一正弦交流电压的初相为eu,当e二eu>o时，相位差e为正,表示电流比电压超前e；当©二ei-eu〈o时，相位差©为负，表示电流比电压滞后三、公式屮的正负号1.公式中存在数学意义上的运算符关系的正负号电阻的串、并联特点计算公式；1=11+12+13,U1=U-U2-U3,R二R1+R2+R3等公式中的止负号，仅表示数学意义上的运算符，起加或减的作用。类似的还有E二I(R+r),P二P1+P2+P3等式中的正号，总之带有“……之和或之差”的意思，这样的表达式屮的正负号，都起加或减的作用。但必须注

7、意的是：公式中的正负与公式中各概念物理量木身的正负是不同的，要区分开来，这是学生学习中容易混淆的地方。1.与参考方向有关的公式前的正负号在电工类专业基础课中，部分电路的欧姆定律的常用表达形式是U=IR,实际上，这是在电流和电压的参考方向相一致的情况下，如图a所示。如果电流和电压的参考方向不一致，这时公式的表达形式应为U二-IR,如图b所示。也就是说，当电流和电压的参考方向一致时，公式前为正，通常省去，就成为我们常见的形式；当电流和电压的参考方向不一致时,公式前为负，这时公式表现为另一种形式。类似的还有：E=I(R+r)和

8、E二-I(R+r)、P二UI和P二-UI、P二EI和P二-EI等等。例1：如图2中，试说明下列两种情况下，电路是产生电能还是消耗电能？(1)U=5V,I=-3A；(2)U=5V,I=3Ao解：由于电流、电压的参考方向一致，是关联参考方向；(1)P二UI二5X(-3)二-15w,因为P〈0,为电源,产生电能。(2)P二