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重要任务:研究相对于观测者运动的电荷在空间激发的场——磁场的规律。
§7-1 恒定电流和恒定电场 电动势
一、形成电流的条件
1. 大量电荷有规则的定向移动形成电流。
电流的种类:
传导电流:自由电子、正负离子、电子—
空穴对等
位移电流:
携带电荷并形成电流的带电粒子,称为载流子。金属内的载流子是电子。电解质溶液中的载流子是正负离子。
:
(1)有可以移动的电荷;
(2)有维持电荷作定向移动的电场。
3、电流的定义
单位时间内通过导体任一截面的电量为电流强度。
电流强度随时间而变化(例如交流电),可用瞬时电流强度来表达
在SI中,规定电流强度为基本量,1s内通过导体任一截面的电荷为1C的电流强度称为1A,即
单位:安培(A)
二、恒定电流与恒定电场
恒定电流
恒定电流——电流分布不随时间变化
2. 恒定电场
恒定电场——维持恒定电流所需的电场,其分布不随时间变化。
静电场与恒定电场比较
不同
相同
静电场
恒定电场
导体内
一经建立不需能
量维持
导体内
分布不变
其存在一定伴随能量转换
分布不随
时间变化
高斯定理
有源性
环路定理
保守性
均合用
三、电流与电流密度
大小:通过与该点 垂直的单位截面的电流。
方向:与+q的漂移运动方向, 方向相似。
单位:安米-2(Am-2)
通过一种有限截面 S的电流强度为
2. 电流的持续性方程
形象描述电流分布,—电流密度矢量线。
曲线上每一点的切线方向为 的方向,曲线的疏密表达它的大小。
(1) 电流线
在电流场中选一闭合曲面S,单位时间内从S面内流出的电荷量为
(2) 电流的持续性方程
据电荷守恒定律,电流密度矢量的通量等于该面内电荷减少的速率.
当电荷分布不随时间变化(电场不变)时,电流将达到稳恒。
(3) 恒定电流
阐明:
1o 在没有分支的恒定电路中,通过各截面的电流必然相等;并且恒定电路必然是闭合的。
2o恒定电流状况下的电荷分布(净电荷的宏观分布不随时间变化)所激发的恒定电场与静电场服从同样的基本规律。
四、电源及电源电动势
问题:能否形成恒定电流?
非静电力做功,不断的将正电
荷从低电位移到高电位的装置
+
带正电导体
-
带负电导体
连接导线
+
+
-
电源
维持外电路两端的电势差
形成恒定电流
1、电源:
符号:
~
2、电源电动势
把单位正电荷经电源内部从负极移到正极,非静电力所作的功。
—描述电源做功的本领的物理量
设电荷q在电源内受非静电力
则,电源内部的非静电场强为:
方向:经电源内部由负极指向正极。
将其他形式的能转换为电能的装置。
对整个电路有:
阐明:
反应电源做功本领,与外电路闭合否无关;
是标量,遵照代数运算法则。
磁场和磁感应强度