被动符号规定

✍ dations ◷ 2025-12-09 14:13:30 #电力,电路

被动符号规定(英语:Passive Sign Convention),是一项符号规则,用于定义电压、电流和电功率的正负号。一般而言,电功率的正负号是从被动元件(负载)的角度出发。电流由正极流向负极代表负载,功率定义为正数。相反,电流由负极流向正极,则代表电源或主动元件,功率是负数。

不过,符号规定只在科学或工程计算中使用,生产商提供的标示牌或资讯并不需要遵守符号规定。在日常生活中,无论是主动元件还是被动元件,几乎所有设备的功率都以正数表示。

被动符号规定指出,常规电流 的参考方向是顺着电压降 的参考方向时,以正号来表示端电压与端电流的关系。

电功率 及电阻 则定义为:

如果常规电流是流入元件的负极,则

根据这些规定,负载的电功率和电阻是正数,电池和发电机的电功率和电阻则是负数。

采用主动符号规定时,电功率的正负号是从主动元件的角度出发。电流从元件的负极流入,正极流出,则电功率定义为正数。正数代表产生电力。此时,主动元件的电率和电阻是正数,被动元件的电率和电阻是负数。主动符号规定只会在特别情况下使用,例如是电力工程。

采用被动符号规定时,电功率的正负号是从被动元件的角度出发。电流从元件的正极流入,负极流出,则电功率定义为正数。正数代表消耗电力。此时,被动元件的电率和电阻是正数,主动元件的电率和电阻是负数。这是通常使用的符号规定。

由于符号规定只是规定变量本身的正负号,而不是规定电流的方向,因此符号规定也适用于交流电。

事实上,即使交流电的方向会出现周期性变化,它依然遵从符号规定。在上半个周期,电流从正极流入被动元件,电功率是正,与被动符号规定相同。在下半个周期,电流以相反方向流入,但同时电压的极性也变成相反。在负负得正的情况下,电功率依然是正,所以电力流向始终保持不变。

有功功率与无功功率的正负符所代表的物理意义并不相同。交流电的有功功率与直流电功率相同,正负符代表提供或消耗电能,反映该元件是属于电源还是负载。

在无功功率中,正负符反映该电源或负载的抗性。在被动符号规定下,正数代表电感性;负数代表电容性。

有时候,电力工程人员会采用另一套符号规定,称为发电机——电动机规定(Generator-load Convention)。发电机规定(Generator Convention)是指主动元件采用主动符号规定;电动机规定(Load Convention)则指被动元件采用被动符号规定。采用此规定时,电阻在任何情况下都是正数,因此更符合现实情况,也避免了负电阻与负数值的电阻产生混淆。正值的无功功率在负戴端代表消耗无功功率(电感性),负值代表提供无功功率(电容性)。对于发电机,正值代表产生无功功率(电感性),负值代表吸收无功功率(电容性)。

不过,此规定在电子学中无法使用。因为一些电子元件并不能简单地分类为“电源”或“负载”。部分电子元件在其工作范围的某些区域下具备负阻特性,会提供电能,但在其他区域则与普通的电阻一样消耗电能。有部分甚至会在交流电周期的不同部分,分别吸收和提供电能。这与电流-电压特性曲线的形状有关。例如,蓄电池在接驳至高于开路电压时可充电,低于开路电压时可放电。它可以是电源,也可以是负载。电子元件在不同电压、电流及频率下,输出可以有极大的变化。所以,电子学所使用符号规定必须允许把同一元件的电阻及电功率写成正数,也能写成负数。

相关

  • 威廉·华兹华斯威廉·华兹华斯(William Wordsworth,1770年4月7日-1850年4月23日),英国浪漫主义诗人,与雪莱、拜伦齐名,也是湖畔诗人的代表。其代表作有与塞缪尔·泰勒·柯勒律治合著的《抒情歌谣
  • 比勒陀利亚比勒陀利亚(南非语:Pretoria,英语:Pretoria,祖鲁语:ePitoli,札那语:Tshwane),是位于南非豪登省(Gauteng)北部的城市,亦是南非的行政首都。南非总统府位于这个城市内,各国使馆亦集中于此城
  • 油画油画,指用干的油调配的颜料所作的绘画。油画在中国有悠久的历史,汉代有油帛的记载,明代《髯饰录》记载了诸种油画技法。油画在欧洲文艺复兴以后兴盛起来,并传播到各地。欧洲油画
  • 冲之鸟礁冲之鸟(日语:沖ノ鳥/おきのとりしま Okinotorishima),又称冲鸟礁,国际社会又称之为Parece Vela,是位于西太平洋、菲律宾海附近公海海域的珊瑚礁,为日本最南端,也是唯一位处北回归线
  • 远地点远地点(Apogee)是一个天文学上的用语,用来指地球卫星在绕地飞行时与地球最远的距离。地球卫星包括月球以及为数众多的人造卫星。根据天文物理学和数学原理,卫星在绕主星运行时的
  • 王骥王骥(1378年-1460年),字尚德,直隶束鹿县(今辛集市位伯镇西吕村)人,明朝政治人物,官至兵部尚书。王骥于永乐四年(1406年)中进士,任山西兵科给事中。迁山西按察司副使。洪熙元年,入为顺天府
  • 井内秀治井内秀治(日语:井内 秀治/いうち しゅうじ ,1950年9月15日-2016年12月15日),日本男性动画导演、演出家、编剧、原作者。神奈川县出身。代表作有担任导演(总导演)的《魔神英雄传》系
  • 斯特罗迈尔·斯威夫特斯特罗迈尔·斯威夫特(英语:Stromile Swift,1979年11月21日-),出生于美国路易斯安那州什里夫波特,美国职业篮球运动员。在随着路易斯安那州立大学打完了NCAA联盟,并且获得了前16之后
  • 立陶宛国家剧院立陶宛国家剧院(立陶宛语:Lietuvos Nacionalinis Dramos Teatras)是立陶宛的重要剧院之一,位于首都维尔纽斯的格迪米纳斯大道。戏院重视戏剧传统,同时对创新和改变持积极和开放的
  • 今井智基今井智基(1990年11月29日-),日本足球运动员,司职后卫,现效力澳职球队西部联。他出自大宫松鼠青训营,2013年在中央大学被大宫松鼠选中进入职业队,当年就作为主力出战23场联赛取得一个