对电池或电源来说,如果我们规定其电动势的方向为电源内部负极指向正极的方向,那么:
- 电动势方向和绕行方向相同:升压
- 电动势方向和绕行方向相反:降压
我们用下图表示上述电池升降压规律:
上面的总结的电阻和电源升降压规律你也可以把它们完全反过来,比如,你可以规定对电阻来说,当电流方向和绕行方向相同时为升压,其他的也都如此反过来,套入 KVL 方程中,也能解出一样的结果来,但我认为那不好理解,有点反人类。
换个电流方向对于上面那个简单的电路来说,我们一眼就看出电流方向是顺时针的,对于一些复杂的电路,我们可能一开始判断不出电流的方向,没关系,我们可以随便假设一个电流方向,最后如果求出的电流是正的,说明我们一开始猜测的电流方向是正确的。如果最后求出的电流是负的,说明我们一开始猜测的电流方向是错误的,我们把电流方向反过来就行了。总结一下:
- 解出 I > 0, 实际电流和标定方向一致
- 解出 I < 0, 实际电流和标定方向相反
我们把一开始假设的那个电流方向称为标定方向。
比如,同样是上面的简单电路,假设我们一开始并不知道电流是顺时针的,我们先假设它是逆时针的,并且我们选择顺时针绕行方向:
随便猜测一个电流方向
我们还是从 a 点开始分析,沿着顺时针绕行,第一个遇到电池,从绕行方向看,电池是升压的。过了电池再遇到电阻。对于电阻来说,根据前面讲的电阻升降压规律,当电流方向和绕行方向相反时升压:
电池升压,电阻升压
根据基尔霍夫电压定律,所有电压的代数和为零: