第7节 更多关于交流“极性” (修订中)
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复数 (opens new window)对于交流电路分析很有用，因为它们提供了一种方便的方法来象征性地表示电压和电流等交流量之间的相移。 (opens new window)
然而，对于大多数人来说，抽象向量与实际电路量之间的等价性并不容易掌握。在本章前面，我们看到了如何以复杂的形式（幅度_和_相位角）以及极性标记为交流电压源提供电压值。
由于交流电没有像直流电那样设定的“极性”，因此这些极性标记及其与相位角 (opens new window)的关系往往会令人困惑。本节旨在澄清其中一些问题。
电压本质上是一个_相对_量。当我们测量电压时，我们可以选择如何将电压表或其他电压测量仪器连接到电压源，因为电压存在于两个点之间，并且仪器上有两条测试线可以用来制作连接。
在直流电路中，我们使用“+”和“-”符号明确表示电压源和电压降的极性，并使用颜色编码的仪表测试线（红色和黑色）。如果数字电压表 (opens new window)指示负直流电压，我们知道它的表笔“反向”连接到电压（红色表笔连接到“-”，黑色表笔连接到“+”）。
电池 (opens new window)通过固有符号系统指定其极性：电池的短线侧始终为负极 (-) 侧，长线侧始终为正极 (+)：（下图）
常规电池极性。
尽管将电池电压表示为带有反极性标记的负数在数学上是正确的，但这绝对是非常规的：（下图）
绝对非常规的极性标记。
如果将“+”和“-”极性标记视为电压表测试线的参考点，则解释此类符号可能更容易，“+”表示“红色”，“-”表示“黑色”。将电压表连接到上述电池，红色引线连接到底部端子，黑色引线连接到顶部端子，确实会指示负电压（-6 伏）。
实际上，这种形式的符号和解释并不像您想象的那样不寻常：它通常在直流网络分析问题中遇到，其中“+”和“-”极性标记最初是根据有根据的猜测绘制的，后来被解释为正确的或“倒退”根据计算出的数字的数学符号。
但是，在交流电路中，我们不处理“负”电压量。_相反，我们通过相位 (opens new window)_描述一个电压对另一个电压的帮助或反对程度：两个波形 (opens new window)之间的时间偏移。我们从不将交流电压描述为符号为负，因为极坐标表示法允许矢量指向相反方向。
如果一个交流电压直接与另一个交流电压相反，我们简单地说一个与另一个相差 180o。
尽管如此，电压在两点之间是相对的，我们可以选择如何在这两点之间连接电压测量仪器。直流电压表读数的数学符号仅在其测试引线连接的情况下才有意义：红色引线接触哪个端子，黑色引线接触哪个端子。
同样，交流电压的相位角仅在知道两点中的哪一个被视为“参考”点的情况下才有意义。由于这个事实，“+”和“-”极性标记通常放置在原理图中的交流电压的端子上，以便为所述相位角提供参考框架。
# 0.1. 每个测试导线连接的电压表读数
让我们用一些图形辅助来回顾这些原则。一、表笔连接与直流电压表指示数学符号的关联原理：（下图）
测试线颜色为解释仪表指示的符号（+ 或 -）提供了参考框架。
数字直流电压表显示的数学符号仅在其测试引线连接的情况下才有意义。考虑使用直流电压表来确定两个直流电压源是相互帮助还是相互对抗，假设两个源都没有标注它们的极性。
使用电压表测量第一个源：（下图）
(+) 读数表示黑色为 (-)，红色为 (+)。
第一次测量左侧电压源上的 +24 告诉我们，仪表的黑色引线确实接触到电压源 #1 的负极，而仪表的红色引线确实接触到正极。因此，我们知道源 #1 是面向此方向的电池：（下图）。
24V 电源是极化的 (-) 到 (+)。
测量其他未知电压源：（下图）
(-) 读数表示黑色为 (+)，红色为 (-)。
然而，第二个电压表读数是_负_(-) 17 伏，这告诉我们黑色测试线实际上接触到电压源 #2 的正极，而红色测试线实际上接触到负极。因此，我们知道源 #2 是一个电池朝向_相反_的方向：（下图）
17V 电源极化 (+) 至 (-)
任何有经验的直流电学生都应该清楚这两个电池是相互对立的。根据定义，相反的电压彼此_相减_，因此我们从 24 伏中减去 17 伏，以获得两者的总电压：7 伏。
然而，我们可以将这两个源画成一个不起眼的框，用电压表获得的确切电压数字标记，极性标记表示电压表测试引线的位置：（下图）
从仪表读取的电压表读数。
# 0.2. 极性标记的意义
根据该图，极性标记（指示仪表测试线放置）指示相互_帮助的来源。根据定义，辅助电压源彼此_相加形成总电压，因此我们将 24 伏加到 -17 伏得到 7 伏：仍然是正确答案。
如果我们让极性标记指导我们决定是加还是减电压数字——这些极性标记代表_真正_的极性还是仅仅代表仪表测试引线的方向——并在我们的计算中包含这些电压数字的数学符号，结果将始终是正确的。
同样，极性标记用作_参考框架，_以将电压图的数学符号置于适当的上下文中。
交流电压也是如此，只是_相位角_代替了数学_符号_。为了将不同相位角的多个交流电压相互关联，我们需要极性标记来为这些电压的相位角提供参考框架。（下图）
以下面的电路为例：
相位角代替±符号。
极性标记显示这两个电压源相互帮助，因此要确定电阻器 (opens new window)上的总电压，我们必须_将_10 V ∠ 0° 和 6 V ∠ 45° 的电压数字相加，以获得 14.861 V ∠ 16.59°。
但是，将 6 伏电源表示为 6 V ∠ 225°，使用一组相反的极性标记，并且仍然达到相同的总电压是完全可以接受的：（下图）
反转 6V 电源上的电压表引线会使相角改变 180°。
6 V ∠ 45° 左侧为负极，右侧为正极 与 6 V ∠ 225° 左侧为正极，右侧为负极：极性标记的反转完美补充了 180° 的添加相角指定：（下图）
反转极性使相角增加 180°
与直流电压源的符号本质上通过短线和长线定义极性不同，交流电压符号没有固有的极性标记。因此，任何极性标记都必须作为附加符号包含在图表上，并且没有一种“正确”的放置方式。
然而，它们必须与给定的相位角相关，以表示该电压与电路中其他电压的真实相位关系。
# 总结
- 有时会在电路原理图中对交流电压进行极性标记，以便为其相位角提供参考框架。
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