恒定电流

恒定电流

        电流定义为电荷的定向运动;其形成条件为导体两端有电压。

导体中形成电流的条件

        

        1、导体提供大量的自由电荷。金属导体中的自由电荷是自由电子,电解液中的自由电荷是正、负离子。

        2、导体两端加电压就在导体中建立了电场。

        直流定义为方向不随时间而改变的电流,恒定电流定义为方向和大小都不随时间改变的电流,因此恒定电流属于直流电。

         

电流的大小

        单位时间内通过导体横截面的电荷量,表示为I=q/tq是时间t内通过导体横截面的电荷量。

        


电流的方向

        电流有方向,但它是标量;规定:正电荷定向移动的方向是电流的方向。


恒定电场

        恒定电场产生恒定电流,
由于恒定电场的作用,导体中的自由电荷定向运动的速率增加;而运动过程中会与导体内部不动的粒子碰撞从而减速,因此自由电荷的平均速率不随时间变化。


电源

        

        电源是为外电路提供恒定电场的装置。在电源内部,非静电力移送电荷,电荷发生移动。在电源外部,电源两极积累电荷,产生电势差,使外电路在静电力作用下定向移动。

        导体两端施加恒定电场后,导体中的电荷在恒定电场作用下,做定向移动,形成电流。


电流的微观表达式

        

推导过程如下:

        在一段导体中,导体的横截面积为S,单位体积内带电粒子数n,带电粒子的定向移动速度为v,单个粒子的电荷量q

        根据电流的定义:单位时间通过横截面积的电荷量,即I=Q/t

        取时间为t过程研究,通过横截面积的带电粒子所占的体积为LS=vtS

        这个体积内所包含的带电粒子数为nvtS,这些粒子所带的总电荷量nqvtS

        因此,在研究的单位时间内容,通过横截面积的电荷量为I=Q/t=nqvS,即I=nqSv

         

        电流还有很多性质,比如在磁场中受力,即安培力。

        

        电流也会在周围产生产生磁场,可见电和磁是相伴而生相互联系的。