穩(wěn)恒電流的條件其基本規(guī)律
發(fā)布于2022-12-02 09:29
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標(biāo)簽:穩(wěn)恒電流
在2.1節(jié)中我們講過,導(dǎo)體中存在著大量可以自由運(yùn)動(dòng)的帶電載流子,這些每流子所帶的電荷稱為自由電荷.導(dǎo)體內(nèi)如果存在電場,這些自由電荷將會在電場作用下作定向流動(dòng).電荷的定向流動(dòng)構(gòu)成電流.所以,要形成電流就需要(1)有可以自由移動(dòng)的電荷(2)有推動(dòng)電荷作定向流動(dòng)的電場(超導(dǎo)體情況例外)或某種非靜電力.如果導(dǎo)體內(nèi)推動(dòng)自由電荷作定向流動(dòng)的電場是隨時(shí)間變化的非穩(wěn)恒電場,則形成的電流也是隨時(shí)間變化的非穩(wěn)恒電流.譬如,剛放入靜電場的一塊導(dǎo)體,在剛放入的極短瞬間,導(dǎo)體內(nèi)存在電場,在電場作用下導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷作定向流動(dòng)出現(xiàn)電流,這個(gè)電流勢必改變導(dǎo)體上的電荷分布,從而使導(dǎo)體內(nèi)的電場向減小方向變化,電流也跟著向減小方向變化,在極短的瞬間,達(dá)到導(dǎo)體表面出現(xiàn)穩(wěn)定分布的面感應(yīng)電荷且導(dǎo)體內(nèi)處處電場為零的靜電平衡狀態(tài),電流也隨之消失.這極短瞬間導(dǎo)體內(nèi)的電流就是非穩(wěn)恒電流.如果由導(dǎo)體組成一個(gè)供電流作循環(huán)流動(dòng)的閉合回路,使組成閉合回路的導(dǎo)體中電荷的分布不發(fā)生變化,從而回路中的電場也穩(wěn)定不變,那么,這閉合電路中的電流就將是不隨時(shí)間變化的穩(wěn)恒電流.從下面的討論中將會看到,只要閉合回路中有提供非靜電力的電源,這種穩(wěn)恒電流即可實(shí)現(xiàn).本章將討論穩(wěn)恒電流及其基本規(guī)律.
電流的穩(wěn)恒條件與歐姆定律
電流與電流密度矢量
在電場中,正、負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的方向相反,正電荷沿著電場方向從高電勢向低電勢運(yùn)動(dòng),而負(fù)電荷沿電場反方向從低電勢向高電勢運(yùn)動(dòng).實(shí)驗(yàn)表明,除個(gè)別現(xiàn)象(如霍爾效應(yīng))外,正電荷沿某方向運(yùn)動(dòng)和等量負(fù)電荷反方向運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)相同.因此,盡管不同導(dǎo)體中的載流子所帶電荷的電性可能不同(金屬導(dǎo)體為帶負(fù)電荷的電子,電解液中為帶正、負(fù)電荷的正、負(fù)離子,電離氣體中為帶正電的正離子和帶負(fù)電的電子),但為了便于問題的分析,習(xí)慣上把電流看成是正電荷的流動(dòng),并規(guī)定正電荷流動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?這樣,導(dǎo)體中電流的方向總是沿著電場的方向,從高電勢流向低電勢.