电流和电源电动势

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一、电流
电荷的定向移动形成电流。导体内部存在电场是导体中产生电流的条件。电磁学习惯上把正电荷的运动方向规定为电流方向。这样,导体中电流的方向总是沿着电场方向,从高电位处指向低电位处。

二、电流强度
为了描述电流的强弱程度,规定在单位时间内通过任一截面的电量叫做该截面的电流强度,用电流和电源电动势表示。设在电流和电源电动势时间内,通过导体任一截面的电量是电流和电源电动势,则

电流和电源电动势

电流和电源电动势 时,有

电流和电源电动势

大小和方向都不随时间变化的电流称为稳恒电流,简称直流电。对于稳恒电流,有

电流和电源电动势

在国际单位制中,规定电流为基本量,单位:安培(A)。在电子学及某些电磁测量中,由于安培太大,常用毫安(电流和电源电动势A)、微安(电流和电源电动势A )作为电流强度的单位。

三、电流密度矢量
电流是标量,它只能描述导体截面的整体电流特征,而不能描述导体中每一点的电流情况。但在实际中,有时会遇到电流在大块导体流动的情况,导体不同部位电流的大小和方向都不一样,形成一定的电流分布。为了描述导体内每一点的电流情况,必须引入一个新的物理量—电流密度矢量电流和电源电动势
定义导体中某一点的电流密度矢量,其数值等于单位时间内通过垂直电流方向的单位面积的电量,其方向为该点正电荷的运动方向。在导体中某一点的附近取一与电流方向垂直的小面元电流和电源电动势 通过该小面元的电流强度为电流和电源电动势 则该点的电流密度大小为

电流和电源电动势如果电流和电源电动势的法线方向电流和电源电动势与电流方向的夹角为电流和电源电动势,则

电流和电源电动势

通过导体任一曲面的电流强度为
电流和电源电动势

即电流强度电流和电源电动势是电流密度矢量电流和电源电动势的通量,电流和电源电动势的直观意义是:通过导体截面的电流线的根数。电流和电源电动势电流和电源电动势都是描述电流的物理量。
单位:安培/米2(A/m2

四、电流的连续性方程
设在导体内任取一闭合曲面电流和电源电动势, 在单位时间内从电流和电源电动势流出的电量,即通过电流和电源电动势向外流出的电流为电流和电源电动势。根据电荷守恒定律,单位时间内从电流和电源电动势 向外流出的电量,应等于单位时间内电流和电源电动势 面内电量的减少。设在电流和电源电动势 时间内电流和电源电动势面的电量变化为电流和电源电动势,则电流和电源电动势面内电量的减少为电流和电源电动势 。因此

电流和电源电动势

上式称作电流的连续性方程。它是电荷守恒定律的积分形式。

五、电流的稳恒条件

稳恒电流是空间各点的电流和电源电动势不随时间变化的电流,即电流场的分布是不随时间变化的,这就要求电荷分布是稳恒的、不随时间变化的。或者说,对于任意的闭合面电流和电源电动势,有
电流和电源电动势

上式就是电流的稳恒条件。它表明,通过任一闭合面一侧流入的电量必然等于从另一侧流出的电量。因此稳恒电流的电流线不可能在任何地方中断,它们永远是合线。在稳恒电路中,通过一段导体各个截面的电流相等。

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