电流和恒磁场ppt课件.ppt

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1、§11-1恒定电流条件和导电规律§11-2磁场和磁感应强度§11-3毕奥萨伐尔定律§11-4磁场的高斯定理和安培环路定理§11-5磁场对电流的作用§11-6带电粒子在磁场中的运动*§11-7磁介质的磁化*§11-8抗磁性*§11-9铁磁性第十一章电流和恒磁场§11-1恒定电流条件和导电规律一、电流强度和电流密度在金属导体中带电粒子称为载流子。电流强度是标量。有正、负之分，是代数量。习惯上把正载流子的流动方向代表电流的方向。电流强度I(electriccurrent)：单位时间内通过导体截面的电量。I单位A(安培)，常用毫安(mA)、微安(A)++++++为电子的漂移速度大小若导体不

2、均匀，怎样描述其中的电流分布情况？在电流恒定的导体中，存在什么样的电场？导体的电势差是靠什么力产生和维持的？电流密度电流密度qIIdIdPOjOj运动方向的运动方向的单位矢量单位矢量nn单位矢量单位矢量法线的dsds法线的0ds0dsIdId垂直通过的面元垂直通过的面元dsds任意面元任意面元定义点处的电流密度矢量Pj0dsIdOj大小：j0dsIdqcosdsId方向：Oj方向通过某面积的电流强度sdsIsIdsjqcossjdsIdqcosdsjjds(electriccurrentdensity)单位:Am-2在有电流的导体中，每一点都具有一定大小和方向的电流密度矢量，构成了矢

3、量场，称为电流场。引入电流线形象描述电流场中电流的分布，规定曲线上每点的切线方向都与该点的电流密度矢量的方向相同。由电流线围成的管状区域称为电流管。恒定条件下，通过同一电流管任一横截面的电流相等。由电流密度的定义知通过导体中任一曲面S的电流I为与电通量定义式相比较，I与j的关系也是一个通量与其矢量场的关系。二、电流的连续性方程和恒定电流条件导体内任取一闭合曲面S，根据电荷守恒定律，单位时间由闭合曲面S内流出的电量，必定等于在同一时间内闭合曲面S所包围的电量的减少，电流连续性方程的积分形式以体电荷形式分布在曲面S所包围的体积内积分电流连续性方程的微分形式恒定电流：电流场不随时间变化的电

4、流。由分布不随时间变化的电荷所激发的电场为恒定电场。恒定电流场中过任意闭合曲面的电流必等于零。电流线从某处穿入必从另一处穿出。恒定电流场的电流线必定是头尾相接的闭合曲线。恒定电流条件的积分形式恒定电流条件的微分形式恒定电场由运动的而分布不随时间变化的电荷所激发。在遵从高斯定理和环路定理方面，恒定电场与静电场具有相同性质，通称为库仑电场。恒定电流稳恒电流SI若闭合曲面S内的电荷不随时间而变化，有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.恒定电场1）在恒定电流情况下，导体中电荷分布不随时间变化形成恒定电场；2）恒定电场与静电场具有相似性质（高斯定理和环路定理

5、），恒定电场可引入电势的概念；3）恒定电场的存在伴随能量的转换.恒定电流1.稳恒条件稳恒电流的电路必须闭合2.由稳恒条件可得出几个结论导体表面电流密度矢量无法向分量对一段无分支的稳恒电路其各横截面的电流强度相等在电路的任一节点处流入的电流强度之和等于流出节点的电流强度之和---节点电流定律(基尔霍夫第一定律)电流连线性方程电流线发出于正电荷减少的地方终止于正电荷增加的地方线<0静电场恒定电场电荷分布不随时间改变但伴随着电荷的定向移动电场有保守性，它是保守场，或有势场产生电场的电荷始终固定不动电场有保守性，它是保守场，或有势场静电平衡时，导体内电场为零，导体是等势体导体内电场不为零

6、，导体内任意两点不是等势维持静电场不需要能量的转换稳恒电场的存在总要伴随着能量的转换三.稳恒电场1.稳恒电场对于稳恒电路导体内存在电场稳恒电场由不随时间改变的电荷分布产生2.和静电场比较相同之处电场不随时间改变满足高斯定理满足环路定理是保守场可引入电势概念回路电压定律(基尔霍夫第二定律)在稳恒电路中沿任何闭合回路一周的电势降落的代数和等于零不同之处产生稳恒电流的电荷是运动的电荷电荷分布不随时间改变稳恒电场对运动电荷作功稳恒电场的存在总伴随着能量的转移§3欧姆定律的微分形式导体中任一点电流密度的方向(正电荷运动的方向)和该点场强方向相同有关系式三、导体的电阻(resi

7、stanceofconductor)金属和电解液导体的伏安特性曲线是一条过原点的直线。这种性质的电阻称为线性电阻或欧姆电阻，具有这种性质的器件为线性器件。也有非线性器件。伏安特性曲线以电势差U作横坐标电流I作纵坐标。电阻单位是(欧姆)：1=1VA-1，电阻的倒数称为电导，用G表示，单位是S(西门子)：1S=1-1。电阻定义为两端电势差与电流之比四、导体的电阻率(resistivityofconductor)导体材料电阻率决定于材料自身性