南师大电磁学、hgq1.9电流密度试卷.ppt

两种导体分界面上的边界条件 主要有两条： 电流密度 的法向分量连续 电场强度 的切向分量连续 电流密度法向分量的连续性 E的切向分量的连续性 电流线在导体界面上的折射 电流线在导体界面上的折射 非静电力：提供能量使电荷从低电位——高电位 电源 在外电路上：维持恒定电压，在电场力作用下正电荷从电源正极——负极 在电源内部在非静电力作用下正电荷克服静电力从电源负极——正极 在闭合电路中，静电场力E+非静电力K使电荷运动形成一个闭合电流线。 电源外部只有静电场E； 电源内部除了静电场E之外还有非静电力K，K的方向与E相反； 普遍的欧姆定律微分形式j=σ（K+E） 上式表明电流是静电力和非静电力共同作用的结果。 二、电动势 定义：把单位正电荷从负极通过电源内部移到正极时，非静电力所做的功 标量 方向：电源内部 负——正 与外电路是否接通无关，反映的是非静电力做功的本领，是表征电源本身的特征量 有时无法区分电源内外，如涡旋电场 恒定电路与恒定电场 2、恒定情况下电场线和电流线必须与导体表面平行 若均匀导线中，电流线不与导体表面平行 * + + + + + + 1. 电流 电流为通过截面S 的电荷随时间的变化率 为电子的漂移速度大小 单位: 1A 一 电流的稳恒条件和导电规律 2. 电流密度 该点正电荷运动方向 方向规定： 大小规定：等于在单位时间内过该点附近垂直于正电荷运动方向的单位面积的电荷 恒 定 电 流 3. 稳恒电流 S I 若闭合曲面 S 内的电荷不随时间而变化，有 单位时间内通过闭合曲面向外流出的电荷，等于此时间内闭合曲面里电荷的减少量 . ——电流的连续性方程 恒定电场 1）在恒定电流情况下，导体中电荷分布不随时间变化形成恒定电场； 2）恒定电场与静电场具有相似性质（高斯定理和环路定理），恒定电场可引入电势的概念； 3）恒定电场的存在伴随能量的转换. 恒 定 电 流 二 电阻 电阻率 电阻率 一段电路的欧姆定律 电阻定律 电导率 电阻的温度系数 电阻率（电导率）不但与材料的种类有关，而且还和温度有关 . 一般金属在温度不太低时 电阻率 欧姆定律的 微分形式 三 欧姆定律的微分形式 一般金属或电解液，欧姆定律在相当大的电压范围内是成立的， 但对于许多导体或半导体，欧姆定律不成立，这种非欧姆导电特性有很大的实际意义，在电子技术，电子计算机技术等现代技术中有重要作用. 注意 欧姆定律的 微分形式 表明任一点的电流密度 与电场强度 方向相同，大小成正比 设界面上有自由电荷积累?0 高斯定理和电流连续性方程可得 0 恒定电流 即导体内电场线平行于表面，导体外电场线与表面垂直 一.非静电力 ? ? -q (t) q (t) I 一段不闭合电路 q (t) E (t) I (t) 要维持稳恒电流，电路必须闭合。只有静电场不可能实现稳恒电流。 + q R - I + 才 能在闭合电路中形成稳恒电流。 必须有非静电力 存在， 电磁， 化学， 热， 光， 原子， ? 而 非静电力及电动势 电源内 电源内部 电流密度 恒定电流满足恒定条件 通过任意闭合面的电流通量为零 根据高斯定理，均匀导体内部没有净电荷，电荷只能分布在导体表面或分界面上。稳恒条件下的电场正是来自于这些电荷。 若为均匀导体 导线表面电荷的积累而产生一个派生电场E’ E’与En 方向相反，达到平衡后，两者抵消 导线内只剩下平行分量E|| *