《电磁学》第6章 恒定电流

第6章恒定电流 、电流和电流密度 二、恒定电流和恒定电场 、欧姆定律和电阻 四、电动势 五、有电动势的电路 六、电流的一种经典微观图像

第 6 章 恒定电流 一、电流和电流密度 二、恒定电流和恒定电场 三、欧姆定律和电阻 四、电动势 五、有电动势的电路 六、电流的一种经典微观图像

电流和电流密度 1.电流 口电流电荷的定向运动。 口载流子形成电流的带电粒子 如电子、质子、离子、空穴等。 口电流形成条件(导体内) >导体内有可以自由运动的电荷 导体内要维持一个电场

一、电流和电流密度 1.电流 ❑电流 电荷的定向运动。 ❑载流子 形成电流的带电粒子。 如 电子、质子、离子、空穴等。 ❑电流形成条件 (导体内)： ➢ 导体内有可以自由运动的电荷； ➢ 导体内要维持一个电场

电流和电流密度 2电流强度 口大小:单位时间通过导体某一横截面的 电量。 TE Lim △q山 △tdt 口方向:正电荷运动的方向 口单位:安培(A),是基本单位。 口电量单位:库伦(C)1C=1As

一、电流和电流密度 2.电流强度 ❑大小：单位时间通过导体某一横截面的 电量。 dt dq t q I Lim t =   =  →0 ❑方向：正电荷运动的方向 ❑单位：安培（A ） ，是基本单位。 ❑电量单位：库伦（C） 1 C = 1 A s

电流和电流密度 3电流密度矢量 口电流强度对电流的描述比较粗糙。 口如对横截面不等的导体,Ⅰ不能反映不同截 面处及同一截面不同位置处电流流动的情况

一、电流和电流密度 3.电流密度矢量 ❑电流强度对电流的描述比较粗糙。 · · · · a b c d ❑如对横截面不等的导体， I 不能反映不同截 面处及同一截面不同位置处电流流动的情况

电流和电流密度 n为单位体积内某 种载流子的数目 ds 则 通过dS的电流: dicos e gnvdt cos ac gnv cos adS

一、电流和电流密度 n为单位体积内某 一种载流子的数目 qnv dS dt qnvdt dS dI   cos cos = = 则 通过 dS 的电流： v  n  vdtcos vdt n e  dS

电流和电流密度 令dS=dSln 则 ds dl=gny cos ads qn dicos e 其中J qnν就是小面积ds处的电流密度

一、电流和电流密度 n dS dSe   令 = dI = qnv cosdS qnv dS   =  则 其中 J qnv 就是小面积 dS 处的电流密度。   = J dS   =  v  n  vdtcos vdt n e  dS

电流和电流密度 口电流密度的方向了 qnv 该点正电荷定向 运动的方向,与 负电荷运动的方 q J 向相反

一、电流和电流密度 ❑电流密度的方向 J qnv   = J  J  +q -q 该点正电荷定向 运动的方向，与 负电荷运动的方 向相反

电流和电流密度 口电流密度的大小 d=J·dS 通过垂直于该 点正电荷运动 cos ads 方向的单位面 积上的电流强J 度。 cos ads ds 1 口电流密度的单位A/m2

一、电流和电流密度 ❑电流密度的大小 ⊥ = = dS dI dS dI J cos dI J dS   =  = J cosdS ❑电流密度的单位 通过垂直于 该 点正电荷运 动 方向的单位 面 积上的电流 强 度。 A/m2

电流和电流密度 口导体中有多种载流子存在时 d; =q, n v; ds ∑qmn·BS=∑J·BS 令J=∑J 则aI=J·dS形式不变

一、电流和电流密度 ❑导体中有多种载流子存在时 dI qi ni vi dS Ji dS     =   =   则 dI J dS 形式不变。   =  令 J = Ji   dIi qi ni vi dS   = 

电流和电流密度 口对金属导体,只有自由电子参与导电,但各 电子的运动速度不同,设单位体积内以速度v 运动的电子数目为n 则J=∑=∑m=∑n 定义电子的平均速度: =∑码∑吗=∑码/n 其中n是单位体积内电子的总数目

则 一、电流和电流密度 ❑对金属导体，只有自由电子参与导电，但各 电子的运动速度不同，设单位体积内以速度vi 运动的电子数目为 ni =  i =  i i =  i i J J en v e n v     定义电子的平均速度： v = ni vi /ni = ni vi / n    其中 n 是单位体积内电子的总数目