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第三章 恒定电流 § 3-1 电 流 场 1、定义：带电粒子的定向移动形成电流。 一、电流: 2、形成电流的条件： ①存在可以自由移动的电荷即导体； ②导体两端有电势差即导体内部存在电场。两者缺一不可。 金属内是自由电子；电解液中是正、负离子；气体中是正、负离子和电子。 导体内自由电子在电场力作用下在原来不规则的热运动上附加了定向漂移运动。 3、 电流的微观机制 2）规定正电荷流动的方向为电流正方向， 从高电势处流向低电势处。。 二、电流强度：描述电流强弱的物理量 1、定义：单位时间内通过导体任一截面的电量。 3）在 SI 制单位： 库仑/ 秒 = 安培 2、说明： 1）I 是标量，不是矢量。 4）若I 的大小和方向不随时间变化，即为恒定电流。 三、 电流密度矢量： 为了描述导体内各点电流的分布情况，而引入的新物理量。 方向：导体中某一点处正电荷的运动方向。 大小：单位时间内，通过该点附近垂直于正电荷运动 方向的单位面积的电量。 1、定义: 表明：电流密度的大小等于垂直于正电荷运动方向 的单位面积上的电流。 在 SI 制单位： 安培 / 米2 2、电流密度与电流强度的关系： 设某点处电流密度为 ，若截面 d s 的法向方向与电流密度的方向成θ角，则： 通过某一曲面S 的电流强度 ： 通过某一曲面的电流强度是通过该面积的电流密度的通量。 四、电流的连续性方程： 1、电流线: 形象反映导体中电流的分布。 单位时间内由闭合曲面 S 流出的电荷，即通过闭合曲面向外的总电流为： 2、电流的连续性方程： 通过某一闭合曲面的电流密度矢量的通量等于该面内电荷减少的速率。 电流的连续性方程 电流的连续性方程是电荷守恒定律的一种数学表达式。 3、产生恒定电流条件： 恒定电流的条件：空间各点的电荷分布不随时间改变 。 即： 产生恒定电流条件： 根据电荷守恒定律，某一时间穿出该曲面的电量等于该 曲面内电量的减少。 电流场的高斯定理 S I 一段均匀电路的欧姆定律 1、 欧姆定律： 2、 电阻 ： R 五、欧姆定律的微分形式： 对于粗细均匀的导体，当导体的材料和温度一定时，其电阻为： ρ ----- 电阻率 ----- 电导率 3、欧姆定律的微分形式 ： 在导体内取一长为 dl ，截面积为ds 的小圆柱体，圆柱体的轴线与电流流向平行。 由欧姆定律，通过截面 ds 的电流为： 得： 适用于恒定及非恒定情况，是实验定律的总结。 欧姆定律的微分形式 描述了导体中电场和电流分布之间细节关系。 通过导体中任一点的电流密度 等于该点的场强 与 导体的电阻率之比。 §3 - 3 电 动 势 一、电源 电动势