04-5-第5章-恒定电流-电磁学-大学物理-海南大学

《04-5-第5章-恒定电流-电磁学-大学物理-海南大学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第5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。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。qdqILimt0tdt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）1C=1As一、电流和电流密度

2、3.电流密度矢量电流强度对电流的描述比较粗糙。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。a·c·bd··一、电流和电流密度n为单位体积内某vvdte一种载流子的数目nndS则通过dS的电流：vdtcosqnvdtcosdSdIqnvcosdSdt一、电流和电流密度v令dSdSenvdten则ndSdIqnvcosdSqnvdSvdtcosJdS其中Jqnv就是小面积dS处的电流密度。一、电流和电流密度电流密度的方向Jq

3、nv该点正电荷定向运动的方向，与负电荷运动的方qJ向相反。-q一、电流和电流密度电流密度的大小dIJdS通过垂直于该JcosdS点正电荷运动方向的单位面dIdI积上的电流强JcosdSdS度。电流密度的单位A/m2一、电流和电流密度导体中有多种载流子存在时dIqnvdSiiiidIqinividSJidS令JJi则dIJdS形式不变。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

4、ni则JJienivienivi定义电子的平均速度：vnivi/ninivi/n其中n是单位体积内电子的总数目。一、电流和电流密度则Jenivinev讨论：无外加电场时，vnivi/n0没有电流。在外加电场中，vnivi/n形成电流，电子的平均定向速度又称为漂移速度。一、电流和电流密度4.电流密度和电流强度的关系通过面元dS的电流强度dIJdSJcosdSJdS通过电流场中任一面积S的电流强度IdIJ

5、dSSS电流强度是通过某一面积的电流密度的通量。一、电流和电流密度5.电流的连续性方程通过电流场中任一闭合曲面S的电流强度enθJθSenIdIJdSSS是净流出闭合曲面S的电流。一、电流和电流密度形成电流的电荷运动，可引起空间电荷分布的变化。有电荷从S面流入和流出时，S面内的电荷相应发生变化。由电荷守恒定律可知，单位时间内由S流出的净电量应等于S内电量的减少，即dqintJdSSdt二、恒定电流和恒定电场1.恒定电流是指导体内每一点处的电流密度的大小和方向都不随时间变化。即e

6、nθJθSenSJdS0二、恒定电流和恒定电场对一段无分支的稳恒电路，其各横截面的电流强度相等。I1IS2稳恒电流的电路必须是闭合的。二、恒定电流和恒定电场在电路的任一节点处，流入节点的电流强度之和等于流出节点的电流强度之和。I+I=I+I1423I4SI3即Ii0I1I2上式称为节点电流方程又称为基尔霍夫第一定律二、恒定电流和恒定电场2.恒定电场在恒定电流的情况下，要求空间电荷分布不随时间变化电场分布不随时间变化二、恒定电流和恒定电场恒定电场和静电场的相同之处电场不随时间改变满

7、足高斯定理满足环路定理，是保守力场可引进电势概念。在恒定电流的电路中，沿任何闭合回路一周的电势降落的代数和等于零。称为回路电压方程,又称为基尔霍夫第二定律Erd0L二、恒定电流和恒定电场恒定电场和静电场的不同之处产生稳恒电流的电荷是运动的(只是电荷分布不随时间变化)。稳恒电场对运动的电荷要作功，稳恒电场的存在，总伴随着能量转移。三、欧姆定律和电阻1.欧姆定律IU=IR电阻R的单位：U欧姆，简称为欧（）三、欧姆定律和电阻2.电阻定律lSRSl是导体材料的电阻率，单位：m1叫做导体材料的电

8、导率单位：西门子每米（S/m）三、欧姆定律和电阻导体材料的电阻率不但与材料的种类有关，而且还和温度有关。一般金属在温度不太低时，有t=0(1+t)t和0分别是tC和0C时的电阻率，是材料的温度系数。铜=4.310-31/K；锰铜合金=110-51/K。例P.166三、欧姆定律和电阻3