第十章 电流和恒磁场ppt课件.ppt

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1、第十章电流和恒磁场§10-1恒定电流条件和导电规律(一)§10-2磁场和磁感应强度§10-3毕奥萨伐尔定律§10-4磁场的高斯定理和安培环路定理*§10-5磁介质的磁化*§10-6抗磁性*§10-7铁磁性第十章电流(一)和恒磁场(二)静电场中的导体处于静电平衡时，其内部的场强为零，内部没有电荷作定向的宏观运动。如果把导体接在电源的两极上，则导体内任意两点之间将维持恒定的电势差，在导体内维持一个电场，导体内的电荷在电场力的作用下作宏观的定向运动，形成电流,这种电流称为传导电流第十章(一)恒定电流Uv导体内维持一个电场，或者说在导体两端要存在有电势差注：习惯上规定正电荷运动的方向为电流

2、方向在一定电场中，正负电荷总是沿相反方向运动，而正电荷运动引起的电流与等量的负电荷沿反方向运动引起的电流所产生的电磁效应相同（霍尔效应除外）一、电流10-1-1电流电流密度导体内的电荷在电场力的作用下作宏观的定向运动，形成电流,这种电流称为传导电流1、定义:2、形成电流的条件在导体内有可以自由移动的电荷（载流子）在半导体中是电子或空穴，金属中是电子，电解质溶液中是离子3、电流的方向SI++++++1、定义：单位:1A2、理解：电流强度是描述电流强弱的物理量电流强度是标量，不过有正负之分。二、电流强度电流强度为单位时间内通过导体任一截面S的电量三、电流密度矢量1、引入ABIII首先，对

3、于不同点A，B，正电荷运动的方向不同其次,对于不同截面和表明:对于不均匀导线中的不同地方,电荷运动的方向和电荷的分布不同,即各点电流的流动方向和电流分布不同。为了细致描述导体内各点的电流情况，引入一个矢量点函数电流密度矢量2、定义该点正电荷运动方向方向：大小：等于在单位时间内过该点垂直于正电荷运动方向的单位面积的电量3、电流强度和电流密度的关系:对于某一曲面S4、对的理解导体内每一点都有确定的即,导体内存在一个电流场。电流线：在电流场中引入的描述分布的曲线1）电流线上某点的切线方向与该点电流密度方向一致2）通过垂直与某点电流密度的单位面积的电流线根数等于该点的大小规定：四、电流的连续

4、性方程根据电荷守恒定律，在单位时间内通过闭合曲面向外流出的电荷，等于此闭合曲面内单位时间所减少的电荷电流的连续性方程对于任意一个闭合曲面，在单位时间内从闭合曲面向外流出的电荷，即通过闭合曲面向外的总电流为电流的连续性：单位时间内通过闭合曲面向外流出的电荷等于此时间内闭合曲面里电荷的减少。电流连续性方程单位时间内通过闭合曲面向外流出的净电量，等于此时间内闭合曲面里电荷的减少量.若（流出的正电荷大于流入的正电荷）则S内正点荷减少。若（流入的正电荷大于流出的正电荷）则S内正电荷增加。五.恒定电流1、定义:2、产生恒定电流条件由恒定电流的条件得出的结论:恒定电流场中的电流线必定是头尾相接的闭

5、合曲线。恒定电流的电路必须闭合。电流场中电流密度矢量的大小和方向均不随时间改变的电流.电流场中的电荷分布不随时间变化即：六.恒定电场定义:由不随时间改变的电荷分布产生的不随时间改变的电场.和静电场比较：相同之处电场不随时间改变满足高斯定理和环路定理不同之处产生稳恒电场的电荷是运动的电荷，但电荷分布不随时间改变;条件:当导体两端有电势差时，导体中就有电流通过一段导体中的电流I与其两端的电势差U(=V1-V2)成正比——一段均匀电路的欧姆定律欧姆定律对金属或电解液成立对于半导体、气体等不成立，对于一段含源的电路也不成立G——电导（S西门子）R=1/G——电阻（Ω欧姆）1、欧姆定律URI+

6、_10-1-2欧姆定律和焦耳定律的微分形式一、欧姆定律欧姆（GeorgSimomOhm，1787-1854）德国物理学家，他从1825年开始研究导电学问题，他利用电流的磁效应来测定通过导线的电流，并采用验电器来测定电势差，在1827年发现了以他名字命名的欧姆定律。电流和电阻这两个术语也是由欧姆提出的。2、电阻定律对于垂直于电流方向的截面均匀的导体，当导体的材料与温度一定时，导体的电阻与它的长度l成正比，与它的横截面积S成反比3、电阻率与温度的关系a叫作电阻的温度系数，单位为K-1，与导体的材料有关。电阻率的数量级：纯金属：10-8W.m合金：10-6W.m半导体：10-5~10-6W

7、.m绝缘体：108~1017W.m应用：r小——用来作导线r大——用来作电阻丝a小——制造电工仪表和标准电阻a大——金属电阻温度计对于垂直于电流方向的截面不均匀的导体II例1、一块扇形碳制电极厚为t，电流从半径为r1的端面S1流向半径为r2的端面S2，扇形张角为，求：S1和S2面之间的电阻。解：dr平行于电流方向，dS垂直于电流方向。r1r2tS1S2二、欧姆定律的微分形式在导体中取一长为dl、横截面积为dS的小圆柱体，圆柱体的轴线与电流流向平行。设小