电流是向量吗?(电流是一个标量,它的方向有意义吗)

2023-08-03 05:28:54 阅读:

 

这题怕是等不及

@卢健龙
了。

我不明白张工“电流是相量”这个结论是如何出来的。施泰因梅茨只是说,正弦形式的电学量可以写成相量形式,这跟“电流是相量”差的也太多了吧。

如果你还没回过味来,那么你需要仔细琢磨一下这样一段对话——

学生:老师,因为电流可以写成相量形式,所以电流是相量?

老师:嗯呀。

学生:那因为电流也可以写成三角函数形式,所以电流跟sin

和cos一样也是三角函数咯~

老师:emmmmm……

(你没觉得这个对话的逻辑哪里有问题么~)

因为我们的电力系统中广泛使用频率固定不变的正弦交流电,所以我们用三角函数的形式去描述它。后来工程师们发现三角计算实在是令人头秃,于是才用相量形式去描述正弦稳态电路,以期简化计算。

因此,相量形式的应用也有严格的限制,正弦、稳态两个定语缺一不可。绝非所有的电流都能写成相量形式。手边有一本詹姆斯尼尔森的《电路》,第249页,把相量法的起源说的非常清楚——

正弦函数的相量是含幅值和相位角的复数。其概念可以追溯到欧拉定理……他给出了正弦函数和余弦函数的另一种表示方法……

读完这段话,你告诉我,非正弦的电能不能用相量法去描述?若不能,那么这种无法写成相量形式的电流,还能不能配得上“电流是相量“的结论?

无意冒犯,但是在这一问题下讨论相量法全无意义。题主问的是电流是否是一种向量,我实在是想不明白为啥要在这题下讨论相量法。就凭他俩名字差不多?相量的英文是 Phasor,向量又叫矢量,英文为 Vector ——这俩概念连词源上的关系都没有。

—————————————————————————————————————

回到题主的疑惑,电流并非向量而是标量。

有的老师会说有方向的量是向量。这是一种很省事但是并不准确的分辨方法,说他不准确,电流就是那个有方向的标量。

区别标量与向量的最核心判据在于看该物理量相加的时候,是符合代数加减规则还是三角形法则。在指定参考方向的情况下。回路中电流的加减计算显然符合代数加减规则,因此电流是一个标量。印象中任何一本电路分析教材都对此有所提及。

如手边这本尼尔森《电路》第8页中是这么说的——

根据工程学观点,电压和电流的概念非常有用,因为他们可以表示为数量……

数量(scalar),在物理学中也叫标量。

电路分析是任何一个电学生行走江湖杀人越货的看家本事,建议手边放一本,书读百遍其义自现。邱关源那本细致琐屑,尼尔森这一本通达易解,黄学良那本题难,加油。


以上就是关于《电流是向量吗?(电流是一个标量,它的方向有意义吗)》的全部内容,本文网址:https://www.7ca.cn/tg/43651.shtml,如对您有帮助可以分享给好友,谢谢。
标签:
声明