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11-1稳恒电流
一、电流强度与电流密度
1、电流大量电荷有规则的定向运动形成电流。
传导电流:带电粒子在电场作用下有规则的移动。
运流电流:宏观带电物体在空间作机械运动,形
成的电流。
2、电流强度单位时间内通过某截面的电量。
dq
大小:I单位(SI):安培(A)
dt
方向:规定为正电荷运动方向。
用电流强度还不能细致地描述电流的分布。
I
所谓分布不同是指在导
体的不同地方单位面积
中通过的电流不同。
I
3、电流密度
当通过任一截面的电量不均匀时,用电流强度
来描述就不够用了,有必要引入一个描述空间不同
点的电流的大小的物理量。
电流密度J是一矢量
方向:该点处电流的方向
大小:通过该点单位垂直截面的电流
dI
J
dS
单位(SI):安每平方米(Am2)
n若在导体中某点取一个与电
dS流方向垂直的截面元dS
dIJdS
若面元dS的法线n与电流的方向成角
dIJcosdS
n
v写成矢量式
dS
dIJdS
穿过任一曲面的电流强度:IJdS
S
电流强度是电流密度的通量。
例1、设导体中载流子的电量为q,单位体积
内的载流子数为n,平均漂移速度为v,求导体中
的电流密度。
解在导体中取一长为v,横截面积为S圆柱
体;凡在此柱体内的电荷在单位时间内都会通过S
面
IqnvS
故电流密度为qv
S
Jqnvv
电流密度:Jqnv
若导体中有多种密度不同
Jqnivi
的载流子i
二、电流连续性方程及稳恒条件
IJdS
1.电流连续性方程S
在有电流的导体内任取一封闭曲面,单位
时间通过该曲面向外净流出的电荷量为
JdS
根据电荷守恒,单位时间内穿出该曲面的电
量等于曲面内电量变化率的负值。
dq
JdS
SdtJ
电流密度矢量的通量等于
该封闭面内电荷减少率.S
2、电流稳恒条件
恒定电流:各点电流密度不随时间变化的电流
dq
0
dt
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