《电磁场与电磁波》课程教学资源（PPT课件）04 恒定电流场

第四章恒定电流场主要内容电流，电动势，电流连续性原理，能量损耗1. 电流电动势2.恒定电流场3.恒定电流场边界条件导电介质的损耗5.6.恒定电流场与静电场比拟

第四章 恒定电流场 主 要 内 容 电流，电动势，电流连续性原理，能量损耗 1. 电流 2. 电动势 3. 恒定电流场 4. 恒定电流场边界条件 5. 导电介质的损耗 6. 恒定电流场与静电场比拟

1.电流分类：传导电流与运流电流传导电流是导体中的自由电子（或空穴）或者是电解液中的离子运动形成的电流。运流电流是电子、离子或其它带电粒子在真空或气体中运动形成的电流

1. 电流 分类：传导电流与运流电流。 传导电流是导体中的自由电子（或空穴） 或者是电解液中的离子运动形成的电流。 运流电流是电子、离子或其它带电粒子在 真空或气体中运动形成的电流

单位时间内穿过某一截面的电荷量称为电流强度又简称为电流，以I表示。电流的单位为A（安培）因此，电流I与电荷g的关系为dqdt形成电流的条件：存在可以自由移动的电荷·存在电场说明：电流通常是时间的函数，不随时间变化的电流称为恒定电流，用I表示

单位时间内穿过某一截面的电荷量称为电流强度， 又简称为电流，以 I 表示。电流的单位为A（安培）。 因此，电流 I 与电荷 q 的关系为 t q I d d = 形成电流的条件： • 存在可以自由移动的电荷 • 存在电场 说明：电流通常是时间的函数，不随时间变化的电流称为恒定 电流，用I 表示

般情况下，在空间不同的点，电流的大小和方向往往是不同的。在电磁理论中，常用体电流、面电流和线电流来描述电流的分部状态。1. 体电流电荷在某一体积内定向运动所形成的电流称为体电流，用电流密度矢量来描述。体电流密度失量idi=é.limedsASAS->0单位：A/m2。正电荷运动的方向线流过任意曲面S的电流为I =[J.dsJSD

4 0 d lim d n n S i i J e e  → S S  = =  电荷在某一体积内定向运动所形成 的电流称为体电流，用电流密度矢量 来描述。 J 单位：A/m2 。 一般情况下，在空间不同的点，电流的大小和方向往往是不同 的。在电磁理论中，常用体电流、面电流和线电流来描述电流的 分部状态。 1. 体电流  =  S I J S   d 流过任意曲面S 的电流为 体电流密度矢量 J n e S 正电荷运动的方向

2.面电流电荷在一个厚度可以忽略的6薄层内定向运动所形成的电流称为面电流，用面电流密度失量h-0来描述其分布△idi面电流密度量J, =é, limediN/-0 △1单位：A/m。正电荷运动的方向通过薄导体层上任意有向曲线的电流为i= J,J,(e, ×di)3.线电流5

5 2. 面电流 电荷在一个厚度可以忽略的 薄层内定向运动所形成的电流称 为面电流，用面电流密度矢量 来描述其分布 S J 面电流密度矢量 d 0 t en e l S J h →0 0 d lim d S t t l i i J e e l l  →  = =  ( d ) S n l i J e l =   单位：A/m。 通过薄导体层上任意有向曲线 l 的电流为 正电荷运动的方向 3. 线电流

电流面密度另一种表述体电荷以速度√在某一体积内作匀速运动形成体电流电流密度J = pv41n贝

电流面密度 另一种表述 体电荷  以速度 v 在某一体积内作匀速运动形成体电流 J v =  2 电流密度 A m 返 回 上 页 下 页 图2.1.1 电流面密度矢量 图2.1.2 电流的计算

大多数导电介质中，某点的传导电流密度J成正比，即与该点的电场强度EJ=oE式中 称为电导率单位为 S/m。值愈大表明导电能力愈强 U=IR上式又称为欧姆定律的微分形式

大多数导电介质中，某点的传导电流密度J 与该点的电场强度 E 成正比，即 J =E 式中  称为电导率，单位为 S/m 。 上式又称为欧姆定律 U = IR 的微分形式。  值愈大表明导电能力愈强

在线性媒质中J =oE欧姆定律微分形式。PEAs欧姆定律积分形式。U =RI J与E共存，且方向一致。美家简单证明对J=oE 两边取面积分左边 =(J.ds = I.JSas=/RE.dsdsU右边 =S所以U =RI返回页贝

J 与 E 共存，且方向一致。 简单证明： 欧姆定律 微分形式。 在线性媒质中 对 J =E 两边取面积分 左边 d S =  = I  J S 右边 d S =   E S U = RI 欧姆定律 积分形式。 所以 U = RI 上 页 下 页 图2.1.5 J 与 E 之关系 返 回 U R = S U l  d = S U l =  S J =E

电导率为无限大的导体称为理想导电体电导率为零的媒质称为理想介质电导率(S/m)电导率(S/m)媒质媒质4银海水6.17 × 10 7紫铜淡水5.80 × 10710-3金干±10-54.10 ×10 7铝变压器油10-113.54 × 10 7黄铜玻璃10-121.57 ×10 7铁10-15橡胶107在理想导电体中能够存在恒定电场？

电导率为无限大的导体称为理想导电体。 电导率为零的媒质称为理想介质。 7 6.17 107 5.80 10 3 10 − 7 4.10 10 5 10 − 7 3.54 10 11 10 − 7 1.57 10 12 10 − 7 10 15 10 − 媒 质 电导率(S/m) 媒 质 电导率(S/m) 银 海 水 4 紫 铜 淡 水 金 干 土 铝 变压器油 黄 铜 玻 璃 铁 橡 胶 在理想导电体中能够存在恒定电场？

电导率为无限大的导体称为理想导电体电导率为零的媒质称为理想介质在理想导体中，电场一定为0，因为如果电场不为0，电流密度会为无限大。这与电流必须有限相矛盾。反之，象玻璃橡胶等绝缘材料的电导率十分小，在一般情况下可以忽略。近似认为为0。电导率为0的媒质称为理想介质。理想介质中电流为0

在理想导体中，电场一定为0，因为如果电 场不为0，电流密度会为无限大。这与电流必须有 限相矛盾。反之，象玻璃橡胶等绝缘材料的电导 率十分小，在一般情况下可以忽略。近似认为为0。 电导率为0的媒质称为理想介质。理想介质中电流 为0。 电导率为无限大的导体称为理想导电体。 电导率为零的媒质称为理想介质