大學(xué)物理：19-1穩(wěn)恒電流

1、第第19章章 穩(wěn)恒磁場穩(wěn)恒磁場19-1 19-1 穩(wěn)恒電流穩(wěn)恒電流大學(xué)大學(xué)物理物理1一一 電流電流 電流密度電流密度+ISIqnuS 電流強(qiáng)度：電流強(qiáng)度：通過截面通過截面S 的電荷隨時(shí)間的的電荷隨時(shí)間的變化率變化率:電子電子漂移速度漂移速度的大小的大小utqId/dddqqnu tS形成電流的條件形成電流的條件在導(dǎo)體內(nèi)有可以自由移動(dòng)的電荷（載流子）在導(dǎo)體內(nèi)有可以自由移動(dòng)的電荷（載流子）在導(dǎo)體內(nèi)要維持一個(gè)電場，或者在導(dǎo)體兩端要存在有在導(dǎo)體內(nèi)要維持一個(gè)電場，或者在導(dǎo)體兩端要存在有電勢差電勢差第第19章章 穩(wěn)恒磁場穩(wěn)恒磁場19-1 19-1 穩(wěn)恒電流穩(wěn)恒電流大學(xué)大學(xué)物理物理2載流子載流子 濃度濃度n

2、 ；載流子電荷載流子電荷 q ； 載流子漂移速度載流子漂移速度 uSuqnSqnuSqnuIdcosddd電流密度矢量：電流密度矢量： uqnj通過任意曲面的電流通過任意曲面的電流 ：SSjId2mA單位：單位：ddIjqnuS該點(diǎn)該點(diǎn)正正電荷電荷運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)方向jSd第第19章章 穩(wěn)恒磁場穩(wěn)恒磁場19-1 19-1 穩(wěn)恒電流穩(wěn)恒電流大學(xué)大學(xué)物理物理3SSdjdddsqjSt 內(nèi)二二 電流的連續(xù)性方程電流的連續(xù)性方程 穩(wěn)恒電流條件穩(wěn)恒電流條件 單位時(shí)間內(nèi)通過閉合曲面向外流出的單位時(shí)間內(nèi)通過閉合曲面向外流出的電荷，等于此時(shí)間內(nèi)閉合電荷，等于此時(shí)間內(nèi)閉合曲面內(nèi)電荷的減少量曲面內(nèi)電荷的減少量 .dd

3、IjSdsIjSd=dqt外第第19章章 穩(wěn)恒磁場穩(wěn)恒磁場19-1 19-1 穩(wěn)恒電流穩(wěn)恒電流大學(xué)大學(xué)物理物理4S0d sSj 穩(wěn)恒電流穩(wěn)恒電流 021IIISI1I2ISdj 由由 ，若閉合曲面，若閉合曲面 S 內(nèi)內(nèi)的電荷不隨時(shí)間而變化，則的電荷不隨時(shí)間而變化，則dddsqjSt 內(nèi)d0dqt內(nèi)導(dǎo)體內(nèi)的電流密度不隨時(shí)間變化的電流。基爾霍夫第一方程第第19章章 穩(wěn)恒磁場穩(wěn)恒磁場19-1 19-1 穩(wěn)恒電流穩(wěn)恒電流大學(xué)大學(xué)物理物理5穩(wěn)恒電場穩(wěn)恒電場 （1）在穩(wěn)恒電流情況下，導(dǎo)體中電荷分在穩(wěn)恒電流情況下，導(dǎo)體中電荷分布不隨時(shí)間變化形成恒定電場；布不隨時(shí)間變化形成恒定電場；SSdj0d sSj 穩(wěn)恒

4、電流穩(wěn)恒電流 （2）穩(wěn)恒電場穩(wěn)恒電場與靜電場具有相似性質(zhì)與靜電場具有相似性質(zhì)（高斯定理和環(huán)路定理），（高斯定理和環(huán)路定理），穩(wěn)恒電場可引入穩(wěn)恒電場可引入電勢的概念；電勢的概念；（3）穩(wěn)恒電場的存在伴隨能量的轉(zhuǎn)換穩(wěn)恒電場的存在伴隨能量的轉(zhuǎn)換. .第第19章章 穩(wěn)恒磁場穩(wěn)恒磁場19-1 19-1 穩(wěn)恒電流穩(wěn)恒電流大學(xué)大學(xué)物理物理6歐姆定律的歐姆定律的微分微分形式形式 1jEEd1 dddIUSlRUIdd Il dIdUUU dSd三三 歐姆定律的微分形式歐姆定律的微分形式SlRddSlUIddd1dIRU SlR1EE第第19章章 穩(wěn)恒磁場穩(wěn)恒磁場19-1 19-1 穩(wěn)恒電流穩(wěn)恒電流大學(xué)大學(xué)物理

5、物理7rlrSrR2ddd12ln22d21RRlrlrRRR12ln2RRlURUI解法一解法一1R2R 例例1 一內(nèi)、外半徑分別為一內(nèi)、外半徑分別為 和和 的金屬圓筒，的金屬圓筒，長度長度 , 其電阻率其電阻率 ，若筒內(nèi)外電勢差為，若筒內(nèi)外電勢差為 ，且筒，且筒內(nèi)緣電勢高，圓柱體中徑向的電流強(qiáng)度為多少內(nèi)緣電勢高，圓柱體中徑向的電流強(qiáng)度為多少 ？lU2Rl1RUr第第19章章 穩(wěn)恒磁場穩(wěn)恒磁場19-1 19-1 穩(wěn)恒電流穩(wěn)恒電流大學(xué)大學(xué)物理物理8rljSjI2d ErlIj22IErl2121ddln22RRRIrIUErlrlR解法二解法二2Rl1RUr1jE第第19章章 穩(wěn)恒磁場穩(wěn)恒磁場19-1 19-1 穩(wěn)恒電流穩(wěn)恒電流大學(xué)大學(xué)物理物理9第第19章章 穩(wěn)恒磁場穩(wěn)恒磁場19-1 19-1 穩(wěn)恒電流穩(wěn)恒電流大學(xué)大學(xué)物理物理10 非靜電力非靜電力: 能不斷分離正負(fù)電荷使正電荷逆靜電能不斷分離正負(fù)電荷使正電荷逆靜電場力方向運(yùn)動(dòng)場力方向運(yùn)動(dòng). 電源電源：提供非靜電力的裝置：提供非靜電力的裝置. 非靜電非靜電電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度 : 為單位正電荷所受的非靜電力為單位正電荷所受的非靜電力.kEkdAqEl非E+-R