第11章恒定電流《大學(xué)物理學(xué)》電磁學(xué)1§11.1電流和電流密度§11.2恒定電流與恒定電場§11.3

歐姆定律和電阻§11.4

電動勢

§11.5電流的一種經(jīng)典微觀圖象第11章恒定電流2一、電流

電流是帶電粒子(載流子)的定向運動。電流強度I單位：安培1A=1C/s§11.1電流和電流密度傳導(dǎo)電流導(dǎo)體中由電荷的運動形成的電流。在t時間內(nèi)通過導(dǎo)線橫截面的電量為

q，則通過該截面的電流強度是3二、電流密度幾種典型的電流分布電阻法勘探礦藏時的電流同軸電纜中的漏電流粗細(xì)均勻的金屬導(dǎo)體粗細(xì)不均勻的金屬導(dǎo)線半球形接地電極附近的電流4若導(dǎo)體中不同部位電流分布不同，則電流強度I不能細(xì)致反映導(dǎo)體中各點電流分布。電流密度定義式

P處正電荷定向移動速度方向上的單位矢量dIdS

PI

大塊導(dǎo)體單位：Ａ／ｍ２大?。悍较?/p>

//5對任意小面元dI對任意曲面S對任意封閉曲面S電流的連續(xù)性方程單位時間內(nèi)流出封閉曲面的電量，等于封閉面內(nèi)電荷的減少率。6電流密度微觀定義的推導(dǎo)*n帶電粒子數(shù)密度載流子定向移動速度q載流子電荷dI電流密度定義式金屬中的電流密度7§11.2恒定電流與恒定電場一、恒定電流導(dǎo)體內(nèi)各處電流密度不隨時間變化。等價地,電流場中每一點的電荷密度不隨時間改變。二、恒定電場在恒定電流條件下，導(dǎo)體內(nèi)的電荷分布不隨時間變化，導(dǎo)體內(nèi)形成不隨時間變化的電場，即恒定電場。8恒定電場和靜電場比較相同之處（1）電場不隨時間改變。（2）滿足高斯定理和場強環(huán)路定理（1）通電導(dǎo)體內(nèi)的恒定電場的場強不為零；而靜電平衡導(dǎo)體內(nèi)的場強為零。（2）穩(wěn)恒電場對電荷總作功為零，由于存在焦?fàn)枱嵝?yīng)，穩(wěn)恒電路需要維持能量。不同之處9一、部分電路的歐姆定律電阻單位：歐姆（

）IU1-U2通過一段導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電勢差成正比，與導(dǎo)體電阻成反比?！?1.3歐姆定律和電阻定律10二、電阻定律lS導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率

是導(dǎo)體材料的電阻率，單位：

m單位：西門子每米（S/m）導(dǎo)體長度導(dǎo)體截面積11電源的內(nèi)阻負(fù)載電阻上的電壓電源內(nèi)電阻上的電壓三、含源電路的歐姆定律12四、歐姆定律的微分形式在導(dǎo)體中沿電流方向取一極小的直圓柱體，設(shè)其電阻為R，由歐姆定律，通過該小圓柱體的電流:歐姆定律的微分形式13一、電源

為了維持恒定電流,在電路中必然存在電源電源：提供非靜電力的裝置§11.4電動勢才能在閉合電路中形成恒定電流。非靜電力包括電磁力，化學(xué)力等等，…必須 有非靜電力存在，+qR-I+非靜電力場強14太陽能電池美軍薄膜太陽能電池帳篷鋰電池電源15二、電源電動勢(描述電源性能的物理量)

單位正電荷經(jīng)電源內(nèi)部，由負(fù)極移向正極過程中非靜電力所作的功。電源定義式單位：伏特Ｖ反映電源作功能力與外電路無關(guān)規(guī)定其方向為電源內(nèi)部負(fù)極指向正極16仿照電勢差（電壓）的定義電勢降定義電動勢（此積分與路徑有關(guān)）定義電源電動勢電勢升LL內(nèi)部17L應(yīng)是包括電源的任意回路若非靜電力存在于整個電流回路中，電動勢還可寫為:非靜電場力把單位正電荷從負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極作功從場的觀點來看