关于稳恒电流

发布网友 发布时间:2022-04-22 23:07

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6个回答

热心网友 时间:2023-10-08 16:22

其实panhifone大哥已经正确回答了问题,这里我就简单再概述一下。

导体内的电流是由以下方程决定的:
J=σE
其中J是电流密度,E是导体内的电场,σ是电导率。

当导体内部加上电场时,其内的自由电子受力而加速运动。但是,自由电子本身有热运动,研究表明,电子热运动的速度很大,并且无规则,因此它还没能完全被电场加速就已经跟导体内的其它粒子进行多次碰撞而变慢。但是,它总有朝电场反方向运动的趋势。从宏观上看,所有的自由电子均向某个方向(缓慢地)做定向匀速移动,这就形成稳衡电流了。

显然,在电场一定的条件下,根据J=σE,电流的大小跟电导率σ有关。而σ由导体本身的材料以及其所处之周边环境决定,例如在相同环境下,铜的电导率就比自来水要大;又如温度越高,电导率往往又越小等等。电导率越大,电阻越小,电导率越小,电阻越大。一般来说,导体内部不同部分的电导率是不同的。

楼主有此一问,皆因国内高中物理教材的电学部分写得一塌糊涂。以其昏昏,使人昭昭,焉能不惑?
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对问题补充的回答:

我前面可能解说得不太好,引起误解了。

实际上,上述方程中的σ是指实际导体内部的某一点附近的电导率,而J则是该点附近的电流密度,其方向跟该点附近的电场强度E一致。楼主所谓的串联电路只是是一种理想模型。在该模型中,导线没有重量、没有体积,只是一条线;电阻也是没有体积,只是一个长方形。而实际的导线和电阻必定有体积,在导线和电阻的内部,电场一般不是均匀分布的,而导线和电阻的不同部分,其电导率往往不同,这是因为制作工艺、温度不均匀等原因造成的。

稳衡电流是假设整个导线内部的电场强度大小相等,方向一致,于是产生了稳衡的电流。在现实中,稳衡电流根本不存在,这只是一种简化模型而已。

另外切记,理想导体内部是没有电场的。

热心网友 时间:2023-10-08 16:22

这是因为导线中也存在电阻,电场力与阻碍电子运动的力相等时,就出现直流电路中电子的匀速运动了。

此外,还有交流恒流源的说法,它是指在交流电中是指其有效值或幅值恒定不变,而任意时刻的电流却是变化的。应该注意与直流电路中的稳恒电流的区别。

热心网友 时间:2023-10-08 16:23

单个自由电子在短距离内是加速运动,但导体内并不是只有自由电子,还有更大量围绕原子核运动的非自由电子,自由电子在加速运动时必然会受到更大量的非自由电子甚至原子核电场力的阻碍,并把自身的一部分能量传递给非自由电子甚至原子核,这就是电流的热效应。自由电子损失部分能量后就要减速,同时又会在外电场中加速,因此从大量自由电子较长时间整体效果来看,电子平均的运动速度是匀速的。就象运动员在拥挤的大街上难以加速奔跑一样。

热心网友 时间:2023-10-08 16:23

就像是汽车,明明开着发动机,却不一定是加速
补充一点 导体中 电子的速率是很慢的
电流主要是由于电磁场的作用 所以高频信号会有趋肤效应
电流就像是水管
ps 在超导体中,存在着完全抗磁性 。一般认为是由电流的不断流动引起的

热心网友 时间:2023-10-08 16:24

1.对于形成的稳恒电流,导线中存在电场.电子匀速运动.panhifone已经正确回答了问题.电子受到电场力的同时也由于大量的碰撞形成反方向力.进而导致力的平衡匀速运动.
2.理想导体是否是一种理论模型?是的,该导体没有电阻.
3.超导体是否就是理想导体呢? 是的,严格意义上的超导体就是理想导体,没有电阻.但工程上目前无法实现,工程上常提的超导体是指电阻非常小的导体.
4.是否是因为理想导体中电势没有改变才说理想导体中不存在电场?肯定有电场.只是没有电压降.
5.理想电源和理想导体以及一个电阻组成的电路,是否只是电阻中有电场?答案和4 一样.都有电场.电阻两端有电压降.理想导体两端没有电压降.

热心网友 时间:2023-10-08 16:25

存在于导体内部的,大小不随时间发生变化的恒定的电流,就是所谓
稳恒电流
  电流场中每一点的电流强度的大小和方向均不随时间改变。
  对于稳恒电流电路来说,虽然有电热和磁能的损失,即有能量转换问题,但由于构成稳恒电路的稳恒电源、导体和载流子构成了同一个系统,他们之间的相互作用力属于内力,这样的系统不受其他的外力作用,因此,满足动量守恒定律要求的条件,从而稳恒电流的动量是守恒的。
[编辑本段]稳恒条件  稳恒电流的电路必须闭合-通过任意封闭面的电流为零
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

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