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稳恒电流

2016-4-8 08:51| 编辑:电工学习网| 查看: 13759| 评论: 0

一、有关电流的几个概念

1、电流:电荷(带电粒子)的宏观定向运动即形成电流。

电流形成的条件:(1)可以自由运动的电荷——自由电荷。()电场的存在(超导例外)。

电流的正方向:规定为正电荷运动的方向。

电荷(带电粒子):又称为载流子,可正、可负。

2、电流强度:单位时间内通过导体任一截面的电量。表示式为:

单位:安培,符号为:A

电流强度只能粗略地描述电荷在导体内的整体流动情况,不能细致描述导体内各点的电荷流动(电流)情况,为了细致描述导体内各点的电荷流动(电流)情况,我们引入电流密度矢量的概念。

3、电流密度

定义:垂直通过导体单位面积的电流强度,用符号j来表示。

方向:正电荷运动的方向。

意义:单位时间内垂直通过导体单位面积的电量,它是空间坐标的矢量点函数。

电流线:电流密度矢量线称为电流线;

电流场:电流密度的分布形成电流矢量场;

电流密度与电流强度的关系:

按定义:

dS面与j垂直(垂直通过dS的电流)dI=jdS

dS面与j有夹角θ(非垂直通过dS的电流):dI=jdScosθ=

③通过任意曲面S的电流:

二、电流的连续性方程

j对任意闭合曲面的通量的物理意义是:单位时间内流出S面的电量。从面内的电荷来考虑,单位时间内电荷的减少量为:,显然以上二者是相等的,即

 

 

此式称为电流的连续性方程,电流的连续性方程是电荷守恒定律在此的具体表现。

三、稳恒电流和电场

1、稳恒电流:各点的电流密度都不随时间变化的电流

电流的稳恒条件:空间各点电荷分布必不随时间变化;即任意闭合曲面内的电量没有变化,故得:

此式称为电流的稳恒条件。

物理意义为:

单位时间内流进闭合面S的电量等于流出的电量;或穿进S的电流线的根数等于穿出S的电流线的根数,即电流线在电路中任何地方不能中断;

直流电路的组成条件:电流线在电路中不中断,即直流电路必须是闭合的。

2、稳恒电场:

稳恒电路中的电场称为稳恒电场。其与静电场的异同为:起源不同,一个来自流动的电荷,一个来自静止电荷;性质相同,均满足静电场方程。

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