一、有关电流的几个概念
1、电流:电荷(带电粒子)的宏观定向运动即形成电流。 电流形成的条件:(1)可以自由运动的电荷——自由电荷。(2)电场的存在(超导例外)。 电流的正方向:规定为正电荷运动的方向。 电荷(带电粒子):又称为载流子,可正、可负。
2、电流强度:单位时间内通过导体任一截面的电量。表示式为:
单位:安培,符号为:A 电流强度只能粗略地描述电荷在导体内的整体流动情况,不能细致描述导体内各点的电荷流动(电流)情况,为了细致描述导体内各点的电荷流动(电流)情况,我们引入电流密度矢量的概念。 3、电流密度 定义:垂直通过导体单位面积的电流强度,用符号j来表示。 方向:正电荷运动的方向。 意义:单位时间内垂直通过导体单位面积的电量,它是空间坐标的矢量点函数。 电流线:电流密度矢量线称为电流线; 电流场:电流密度的分布形成电流矢量场; 电流密度与电流强度的关系: 按定义: ①dS面与j垂直(垂直通过dS的电流):dI=jdS ②dS面与j有夹角θ(非垂直通过dS的电流):dI=jdScosθ= ③通过任意曲面S的电流: 二、电流的连续性方程 j对任意闭合曲面的通量的物理意义是:单位时间内流出S面的电量。从面内的电荷来考虑,单位时间内电荷的减少量为:,显然以上二者是相等的,即
此式称为电流的连续性方程,电流的连续性方程是电荷守恒定律在此的具体表现。 三、稳恒电流和电场 1、稳恒电流:各点的电流密度都不随时间变化的电流。 电流的稳恒条件:空间各点电荷分布必不随时间变化;即任意闭合曲面内的电量没有变化,故得:
此式称为电流的稳恒条件。 物理意义为: 单位时间内流进闭合面S的电量等于流出的电量;或穿进S的电流线的根数等于穿出S的电流线的根数,即电流线在电路中任何地方不能中断; 直流电路的组成条件:电流线在电路中不中断,即直流电路必须是闭合的。 2、稳恒电场: 稳恒电路中的电场称为稳恒电场。其与静电场的异同为:起源不同,一个来自流动的电荷,一个来自静止电荷;性质相同,均满足静电场方程。 |
电工学习网 ( )
GMT+8, 2021-12-6 21:01