恒定电流和恒定电场.ppt

1、恒定电流和恒定电场,(Steady Current and Steady Electric Field ),1、电流强度、电流密度、 电源电动势 2、一段含源电路的欧姆定律、 基尔霍夫定律,本章要点,电流密度,电流：带电粒子的定向运动。 电流形成条件(导体内)： 1、导体内有可以自由运动的带电粒子。 2、导体内要维持一个电场。,电流强度（标量） 单位时间通过导体某一横截面带电粒子的电量。,电流的方向：正电荷运动的方向。,电流密度,电流密度(矢量） 方向：该点正电荷定向运动的方向。 大小：单位时间内通过该点垂直于带电粒子运动方向单位面积的电荷量。 （或：通过垂直于该点带电粒子运动方向的单位面积上

2、的电流强度。） 单位：A/m2 (安/米2),电流密度,电流强度与电流密度的关系,电流强度是通过某一截面的电流密度的通量。,电流密度能精确地描述导体空间中每一个点的电流分布， = (x, y, z) ，即导体内存在一个矢量场，称为电流场。,电流连续性方程,单位时间内通过闭合曲面向外流出的电荷，等于此时间内闭合曲面里电荷的减少量。,电荷守恒定律在电流场中的数学表达式。,电流连续性方程,恒定（稳恒）电流：通过导体内任意一点的电流密度不随时间变化的电流。,要求：导体中电荷分布不随时间变化，形成不随时间变化的恒定电场。,意义：电流恒定时，流入任一闭合曲面的电荷量等于流出的电荷量。 或者：电流恒定时，流

3、入任一闭合曲面的电流强度之和等于流出的电流强度之和。,电源的电动势,电源的电动势,电源：提供非静电力的装置 电动势：非静电力把单位正电荷从负极通过电源内部移到正极所作的功。 电动势是一个标量，但为了计算方便，我们定义其方向为：由电源负极经电源内部指向正极。,欧姆定律,欧姆定律的微分形式,欧姆定律,一般金属或电解液，欧姆定律在相当大的电压范围内是成立的，但对于许多导体或半导体，欧姆定律不成立，这种非欧姆导电特性有很大的实际意义，在电子技术、电子计算机技术等现代技术中有重要作用。,焦耳-楞次定律,对一段导体，电流的功率：,电能转化为热能,焦耳-楞次定律的本质是能量守恒定律。,焦耳楞次定律的微分形式

4、,一段含源电路的欧姆定律,一段含源电路的欧姆定律,符号规则： 1、电路方向：始末 2、电阻恒为正 3、I、与电路方向相同则取正，相反则取负。 （如I、方向未知，可自行假定。计算结果为正说明假设正确，为负则说明实际方向与假设相反。）,自己推导闭合电路的欧姆定律。,例1,例1,解：设电路和电流方向均为顺时针（bcdb）,基尔霍夫定律,基本概念,支路：至少含有一个电路元件， 电流处处相等。 节点：n3 回路：各支路电流不一定相等。,基尔霍夫第一定律（节点电流定律）,基尔霍夫定律,独立节点,对A点: 对B点：,若电路中有n个节点就有n-1个独立节点。,基尔霍夫第二定律（回路电压定律）,基尔霍夫定律,符号规则： 1、任选一个回路方向（顺时针或逆时针） 2、电阻恒为正 3、I、与回路方向相同则取正，相反则取负。 （如I、方向未知，可自行假定。计算结果为正说明假设正确，为负则说明实际方向与假设相反。）,独立回路：至少有一条支路在其它回路中没用过。,例2,如图所示电路中，,例2,解：对节点b有：,对回路abefa 有：,对回路bcdeb 有：,三式联立得：,本章小结,一段含源电路的欧姆定律