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1、第一节,电流 电流密度矢量,一、电流,1.电流,导体处于静电平衡状态时，E内=0，,若,电荷在电场作用下发生宏观,定向移动。,电荷的宏观定向运动形成电流。,电流产生条件,有大量可移动的自由电荷,有电场力的作用,构成回路,1.电流 电流密度矢量 / 一、电流,2.电流的分类,.传导电流,.运流电流,金属为第一类导体，自由电子为载流子。,电解质溶液（酸、碱、盐）为第二类导体，正负离子导电。,电子、离子宏观带电体运动所形成电流，如气体放电，带电圆盘转动。,1.电流 电流密度矢量 / 一、电流,二、电流强度,描写电流强弱的物理量。,定义,单位时间内流过导体截面的电量。,恒定电流,单位：安培，A,1.电
2、流 电流密度矢量 / 二、电流强度,三、电流密度矢量,描写电流分布的物理量。,1.定义：垂直穿过单位面积的电流。,导体内取一面元dS,方向：为该点的场强方向。,1.电流 电流密度矢量 / 三、电流密度矢量,2.注意几点,. j 是矢量，方向与该点的场强同向。,. I 只描写电流通过某一截面的整体情况，j 是描写导体内电流分布情况的。,四、电流线,形象地描绘电流的分布而引入的一组空间曲线。,1.方向：,电流线上某点的切线方向为该点的 j 的方向。,1.电流 电流密度矢量 / 四、电流线,2.大小：,垂直通过单位面积电流线的根数。,1.电流 电流密度矢量 / 四、电流线,五、电流连续原理,作闭合面
3、设有电流线穿出面外，则面内电荷减少。,1.电流连续性原理,单位时间通过闭合面向外流出的电荷，等于此时间内闭合电荷的减少量。,1.电流 电流密度矢量 / 五、电流连续原理,2.注意几点,.“-”表示电流线流出，面内电荷减少。,.对于恒定电流,流入流出闭合曲面电流相同，面内无电荷堆积和减少。但不意味电荷不动。,为闭合面内的电荷随时间变化率。,1.电流 电流密度矢量 / 五、电流连续原理,六、电流的微观表示,1.定向漂移速度v,电子除热运动外，在电场作用下定向运动。,v 为自由电子定向运动的速度平均值为漂移速度。,选取一段横截面为 S 长为 v 的导体，导体内电子数密度为 n 。,2.电流的微观表示,1.电流 电流密度矢量 / 六、电流的微观表示,则该体积内电子在 1 秒内全部穿过横截面 S ；,则该体积内的电荷量为电流强度。,矢量式,1.电流 电流密度矢量 / 六、电流的微观表示,“-”表示 j 与 v 方向相反。,例：设铜导线中 j = 2.44 A/mm2，铜的自由电子数密度 n = 8.41028 m-3，求：定向漂移速度 v 。,解：,1.电流 电流密度矢量 / 六、电流的微观表示,明确：电场是以光速建立的，而电子在导体中定向漂移速度为 v 。,1.电流 电流密度矢量 / 六、电流的微观表示,干耀国,山东科技大学济南校区,设计制作,1.电流 电流密度矢量,
