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1、电稳恒电流1第1页，共13页，编辑于2022年，星期日第六章第六章 稳恒电流稳恒电流（Steady Current）2第2页，共13页，编辑于2022年，星期日 本章从本章从“场场”的角度出发，的角度出发，6.1电流密度电流密度（current density）的的概念就够了。概念就够了。对大块导体，对大块导体，以电场的规律为基础，以电场的规律为基础，研究电路的基本规律。研究电路的基本规律。对细导线用对细导线用电流强度电流强度(electric current strength)还需还需电流密度电流密度的概念的概念来进一步描写电流的来进一步描写电流的分布。分布。例如：电阻法探矿例如：电阻法探矿
2、（图示）（图示）3第3页，共13页，编辑于2022年，星期日定义：电流密度定义：电流密度dIdS PI 大小：大小：对任意小面元对任意小面元 ，对任意曲面对任意曲面S：P 处正电荷定向移动速处正电荷定向移动速度方向上的单位矢量度方向上的单位矢量dI方向方向/v大块导体大块导体4第4页，共13页，编辑于2022年，星期日为形象描写电流分布，引入为形象描写电流分布，引入“电流线电流线”的概念：的概念：要求：要求：1）电流线上某点的切向）电流线上某点的切向与该点与该点 的方向一致；的方向一致；电流线电流线PjdNdS 2）电流线的密度等于）电流线的密度等于 j，即：即：5第5页，共13页，编辑于20
3、22年，星期日 q定向移动速度定向移动速度对对Cu：电流有热效应，故应限制电流有热效应，故应限制 j 的大小：的大小：例如对例如对Cu导线要求：导线要求：（粗）（粗）（细）（细）对于超导导线，对于超导导线，j 可达可达104A/mm2。dS=1j I电流线电流线 vnq6第6页，共13页，编辑于2022年，星期日6.2 稳恒条件稳恒条件IdsjSq内内对闭合曲面对闭合曲面 S 有：有：电荷守恒定律电荷守恒定律稳恒情况有：稳恒情况有：稳恒条件：稳恒条件：或或（积分形式）（积分形式）（微分形式）（微分形式）7第7页，共13页，编辑于2022年，星期日必有必有 I=0稳稳恒恒情情况况必必有有 I入入
4、=I出出I入入I出出电路电路II电路电路I二端二端网络网络对电路的对电路的“节点节点”：基尔霍夫第一定律基尔霍夫第一定律 （Kirchhoff first law）i=1,2,规定从节点流出：规定从节点流出：I 0，流入节点：流入节点：I 0。IiS节点节点 由基尔霍夫第由基尔霍夫第一定律可知一定律可知稳恒情况稳恒情况8第8页，共13页，编辑于2022年，星期日一一.电动势电动势（electromotive force，简写作简写作emf）-q(t)q(t)I一段不闭合电路一段不闭合电路q(t)E(t)I(t)要维持稳恒电流，要维持稳恒电流，6.4 电动势、温差电现象电动势、温差电现象+qR-
5、I+才才能在能在闭合电路闭合电路中形成稳恒电流。中形成稳恒电流。必须有必须有非静电力非静电力存在，存在，电磁，电磁，化学，化学，热，热，光，光，原子，原子，电路必须闭合。电路必须闭合。而而9第9页，共13页，编辑于2022年，星期日定义定义非静电性场强非静电性场强仿照仿照电势差（电压）电势差（电压）的定义的定义 电势降电势降定义定义电动势电动势 电势升电势升10第10页，共13页，编辑于2022年，星期日考虑到考虑到 ，有：，有：对上图对上图单回路：单回路：U 电源的端电压电源的端电压6.5 含源电路含源电路一一.单闭合回路单闭合回路IR+_ r11第11页，共13页，编辑于2022年，星期日二二.有分叉的回路有分叉的回路基尔霍夫第二定律基尔霍夫第二定律 (Kirchhoff second law)与与 L 绕向一致为正。绕向一致为正。L.iRiIi.ab12第12页，共13页，编辑于2022年，星期日 三三.一段含源电路一段含源电路 一一 段含源电路段含源电路的正方向：的正方向：有有bL.iRiIi.a a b的欧姆定律的欧姆定律 例如，上面电路从例如，上面电路从 a、b 间断开：间断开：13第13页，共13页，编辑于2022年，星期日