中国科学技术大学《电磁学》 第二章稳恒电流 作者:叶邦角 §2-3稳恒电流与稳恒条件 电流的定义 1.电流的形成 (1)产生电流的条件 电荷流动形成电流。在宏观范围内,电流就是大量电荷的定向运动。 存在载流子 要产生电流,一方面必须存在可以自由运动的电荷,即载流子,在多数情况中,载流子是电子或某种带电微粒,如 正、负离子。 存在迫使电荷作定向运动的某种作用 由于导体对载流子的定向运动具有阻力,要维持电荷的定向运动,这种作用是必不可少的。迫使电荷作定向运动的 作用则是多种多样的,有机械作用、化学作用、电作用等等。 (2)不同材料中的载流子 金属导体中电流的载流子是自由电子 金属中存在大量自由电子,当金属处在电场中时,自由电子因电场力而作定向运动,从而形成金属中的电流,由于 电子的质量很小,金属中的电流不会引起宏观上可观察到的质量迁移。 电解质溶液中电流的载流子是正负离子 当酸、碱、盐等电解质溶液处在电场中时,正、负离子因受电场作用而分别向相反的方向作定向运动,从而形成电 解质溶液中的电流。从电量迁移的角度看,正电荷向某一方向运动与负电荷向相反方向的运动所产生的效果是相同的 电解质溶液中的电流会引起质量迁移,一般还伴随化学反应。Ё೑⾥ᄺᡔᴃ໻ᄺlj⬉⺕ᄺNJ ㄀Ѡゴ 〇ᘦ⬉⌕ ԰㗙˖৊䙺㾦 1 §〇ᘦ⬉⌕Ϣ〇ᘦᴵӊ ৻ ሯުݨఃދ ޔ 1ˊ ⬉⌕ⱘᔶ៤ ˄1˅ѻ⫳⬉⌕ⱘᴵӊ ⬉㥋⌕ࡼᔶ៤⬉⌕DŽ೼ᅣ㾖㣗ೈݙ⌕⬉ˈህᰃ໻䞣⬉㥋ⱘᅮ৥䖤ࡼDŽ
ᄬ೼䕑⌕ᄤ 㽕ѻ⫳⬉⌕ˈϔᮍ䴶ᖙ乏ᄬ೼ৃҹ㞾⬅䖤ࡼⱘ⬉㥋ˈे䕑⌕ᄤˈ೼໮᭄ᚙމЁˈ䕑⌕ᄤᰃ⬉ᄤ៪ᶤ⾡ᏺ⬉ᖂ㉦ˈབ ℷǃ䋳⾏ᄤDŽ
ᄬ೼䖿Փ⬉㥋԰ᅮ৥䖤ࡼⱘᶤ⾡԰⫼ ⬅Ѣᇐԧᇍ䕑⌕ᄤⱘᅮ৥䖤݋ࡼ᳝䰏࡯ˈ㽕㓈ᣕ⬉㥋ⱘᅮ৥䖤ࡼˈ䖭⾡԰⫼ᰃᖙϡৃᇥⱘDŽ䖿Փ⬉㥋԰ᅮ৥䖤ࡼⱘ ԰⫼߭ᰃ໮⾡໮ḋⱘˈ᳝ᴎẄ԰⫼ǃ࣪ᄺ԰⫼ǃ⬉԰⫼ㄝㄝDŽ ˄2˅ϡৠᴤ᭭Ёⱘ䕑⌕ᄤ
䞥ሲᇐԧЁ⬉⌕ⱘ䕑⌕ᄤᰃ㞾⬅⬉ᄤ 䞥ሲЁᄬ೼໻䞣㞾⬅⬉ᄤˈᔧ䞥ሲ໘೼⬉എЁᯊˈ㞾⬅⬉ᄤ಴⬉എ࡯㗠԰ᅮ৥䖤ࡼˈҢ㗠ᔶ៤䞥ሲЁⱘ⬉⌕ˈ⬅Ѣ ⬉ᄤⱘ䋼䞣ᕜᇣˈ䞥ሲЁⱘ⬉⌕ϡӮᓩ䍋ᅣ㾖Ϟৃ㾖ᆳࠄⱘ䋼䞣䖕⿏DŽ
⬉㾷䋼⒊⎆Ё⬉⌕ⱘ䕑⌕ᄤᰃℷ䋳⾏ᄤ ᔧ䝌ǃ⺅ǃⲤㄝ⬉㾷䋼⒊⎆໘೼⬉എЁᯊˈℷǃ䋳⾏ᄤ಴ফ⬉എ԰⫼㗠߿ߚ৥Ⳍডⱘᮍ৥԰ᅮ৥䖤ࡼˈҢ㗠ᔶ៤⬉ 㾷䋼⒊⎆Ёⱘ⬉⌕DŽҢ⬉䞣䖕⿏ⱘ㾦ᑺⳟˈℷ⬉㥋৥ᶤϔᮍ৥䖤ࡼϢ䋳⬉㥋৥Ⳍডᮍ৥ⱘ䖤ࡼ᠔ѻ⫳ⱘᬜᵰᰃⳌৠⱘDŽ ⬉㾷䋼⒊⎆Ёⱘ⬉⌕Ӯᓩ䍋䋼䞣䖕⿏ˈϔ㠀䖬Ԉ䱣࣪ᄺডᑨDŽ