大学物理8-1恒定电流

1、上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出载流子：载流子：电荷的携带者，如自由电子（金属导体）电荷的携带者，如自由电子（金属导体） 空穴（半导体空穴（半导体) )、正负离子（电解液）、正负离子（电解液）电流电流: 电荷的定向运动。电荷的定向运动。电流形成条件电流形成条件 (导体内导体内)：导体内有可以自由运动的电荷；导体内有可以自由运动的电荷； 导体内要维持一个电场。导体内要维持一个电场。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出电流强度：电流强度：单位时间通过导体某一横截面的电量。单位时间通过导体某一横截面的电量。tqIdd

2、方向：正电荷运动的方向，方向：正电荷运动的方向， 有方向的标量。有方向的标量。单位：单位： A( (安培安培) )。恒定电流：恒定电流：电流的大小和方向不随时间而变化。电流的大小和方向不随时间而变化。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出几种典型的电流分布几种典型的电流分布粗细均匀的粗细均匀的金属导体金属导体粗细不均匀粗细不均匀的金属导线的金属导线半球形接地电半球形接地电极附近的电流极附近的电流上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出几种典型的电流分布几种典型的电流分布电阻法勘探矿电阻法勘探矿藏时的电流藏时的电流同轴电缆

3、中同轴电缆中的漏电流的漏电流可见，导体中不同部分电流分布不同，电流强度可见，导体中不同部分电流分布不同，电流强度I I 不能细致反映导体中各点电流分布。不能细致反映导体中各点电流分布。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出电流密度电流密度 精确描述导体中电流分布情况，是空间精确描述导体中电流分布情况，是空间位置的矢量函数。位置的矢量函数。电流密度矢量定义：电流密度矢量定义：方向方向与该点正电荷运动方向一致；与该点正电荷运动方向一致；SIjdd大小大小等于垂直于电流方向的单位面积的电流。等于垂直于电流方向的单位面积的电流。Sdj电流强度与电流密度的关系为电流

4、强度与电流密度的关系为SSSjSejIddn单位：单位：ne上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出太阳能电池美军薄膜太阳能电池帐篷锂电池电源电源上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出AB电源 电源：电源：电源内部，电源内部，“非静电非静电力力”作功，把电荷从电势能低的作功，把电荷从电势能低的一端移到电势能高的一端，一端移到电势能高的一端，把其把其他形式的能量转变成电能。他形式的能量转变成电能。 电动势：电动势：电源把单位正电荷经内电电源把单位正电荷经内电路从负极移到正极的过程中，非静电力路从负极移到正极的过程中，非静电

5、力所作的功。所作的功。 qAdd定义式：定义式： 作用：作用：通过内部电荷的移动，通过内部电荷的移动，保持外电路电场保持外电路电场Es存在。存在。sE单位：单位：JC，即，即V上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出反映电源作功能力，与外电路无关反映电源作功能力，与外电路无关是有方向的是有方向的标量标量，规定其方向为，规定其方向为电源内部电源内部负极指向正负极指向正极。极。电源外部回路电源外部回路E Ek k=0=0，非静电场场强沿整个闭合回路的，非静电场场强沿整个闭合回路的环流等于电源电动势，即环流等于电源电动势，即 lEdk从场的观点来看：从场的观点来看

6、：非静电力对应非静电场非静电力对应非静电场Ek。非静电。非静电场把单位正电荷从负极场把单位正电荷从负极B经电源内部移到正极经电源内部移到正极A作功为作功为AkBdEl 上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出1.1.一段含源电路的欧姆定律一段含源电路的欧姆定律部分电路的欧姆定律：部分电路的欧姆定律：电阻电阻R单位：单位： （欧姆，欧姆，简称为简称为欧）欧）I2 2- -1 1RVVI12通过一段导体的电流与导体两端通过一段导体的电流与导体两端的电势差成正比，与导体电阻成的电势差成正比，与导体电阻成反比。反比。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下

7、页下页 返回返回 退出退出电阻定律电阻定律lSSlR 1导体材料的电导率，导体材料的电导率，单位：单位： S/m（西门子每米）。西门子每米）。 导体材料的电阻率，导体材料的电阻率，单位：单位：ml导体长度导体长度S导体截面积导体截面积上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出RiRI如图所示的简单闭合回路，如图所示的简单闭合回路，iR是电源的内阻是电源的内阻iUURIRUR负载电阻上的电势降落（电压）负载电阻上的电势降落（电压）iiIRU 电源内的电阻上的电势降电源内的电阻上的电势降代入代入闭合电路欧姆定律闭合电路欧姆定律iRRI上页上页 下页下页 返回返回

8、退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出2iR1 iR1R2R12I电路中若有多个电源和负电路中若有多个电源和负载电阻组成，载电阻组成，闭合电路欧闭合电路欧姆定律的一般表示：姆定律的一般表示：jjjRRIi多个电源时，规定：多个电源时，规定：先任意设定电路中电流方向，先任意设定电路中电流方向，若电动势指向与电流方向一致，该电动势为正，否若电动势指向与电流方向一致，该电动势为正，否则为负。计算结果中电流若为正，则与设定方向一则为负。计算结果中电流若为正，则与设定方向一致，否则相反。致，否则相反。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出写成一般形式，即为写

9、成一般形式，即为一段含源电路的欧姆定律：一段含源电路的欧姆定律：1I2I3I3R1R2R1 i1R2i2R3i3RACB对于一段包含几个电源且对于一段包含几个电源且各部分电流不相等的电路各部分电流不相等的电路的端电压的计算（如图中的端电压的计算（如图中A、B间的电势差间的电势差）323222i221 i1111RIRIRIRIRIVVBAiIRIRVVBA右边各项正负号规定：右边各项正负号规定：先任意设定电路顺序方向，电先任意设定电路顺序方向，电流方向与电路顺序方向一致的电阻上的电势降取流方向与电路顺序方向一致的电阻上的电势降取“”号，否则取号，否则取“”号；号；电动势指向与电路顺序方向一致电

10、动势指向与电路顺序方向一致的该电动势取的该电动势取“”号，否则取号，否则取“”号。号。上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出2.2.欧姆定律的微分形式欧姆定律的微分形式SddIVdVV+dl在导体中沿电流方向取一在导体中沿电流方向取一极小的直圆柱体，设其电极小的直圆柱体，设其电阻为阻为R，由欧姆定律，通，由欧姆定律，通过该小圆柱体的电流过该小圆柱体的电流Ej欧姆定律微分形式欧姆定律微分形式RVRVVVIdddddddllRSSddddIVSl SIjdd上页上页 下页下页 返回返回 退出退出上页上页 下页下页 返回返回 退出退出选择进入下一节选择进入下一节 8-0 教学基本要求教学基本要求 8-1 恒定电流恒定电流 8-2 磁感应强度磁感应强度 8-3 毕奥毕奥- -萨伐尔定律萨伐尔定律 8