物理直流電路ppt課件(已修改)
2025-01-27 02:38 本頁面
【正文】 第七章 直流電路 ★ 電流 —— 電荷在電場力的作用下 ， 做定向運動 。 ★ 恒定電流 —— 不隨時間變化的電流 ， 或稱為直流 。 ★ 直流電路 —— 將直流電源接入由電阻等元件組成的電路 。 第七章 直 流 電 路 本 章 要 點 ☆ 電流密度、電動勢等基本概念和一段含源電路的歐姆定律。 ☆ 基爾霍夫定律。 ☆ 電容器的充放電規(guī)律和特點。 ☆ 溫差電現(xiàn)象，接觸電勢差、電子逸出功的基本概念。 ☆ 神經電纜的電信號傳輸過程。 第七章 直 流 電 路 第一節(jié) 恒 定 電 流 一、電流強度和電流密度 若在 ?t時間內，通過導體任一截面的電量為 ?q，則電流強度定義為 : tqI???電流強度： 0dlimdtqqItt??????電流強度的單位是安培，符號 A。 國際單位制規(guī)定，在真空中的兩根相距 1m的無限長細直導線中通以相同的電流，當每根導線單位長度（ 1m）上所受到的力為 2?10?7N時，導線中的電流強度為 1A。 某一時刻的瞬時電流強度： 第一節(jié) 恒 定 電 流 導體內任一點處，取一微小面積 ?S，使 ?S與該處電場強度 E的方向垂直，如果通過 ?S的電流強度為 ?I： 電流密度（ current density）： 0dlimdSIISS? ??????單位： A/m2 導體內任一點的電流密度方向均與該點的電場強度方向相同。因此電流密度的矢量式為： ddIS? n? 如果截面元的法線方向與該點電場方向成一夾角 ?，則有 ： 電流強度與電流密度的關系 d d c o sIS???通過導體中任意截面 S的電流強度 I與電流密度矢量 ? 的關系為： ? ? ? ?d c o s dSIS ???????S S=第一節(jié) 恒 定 電 流 如果導體中存在著各種載流子（電荷攜帶者），具有不同的數(shù)密度 n、電量（以 q表示）及漂移速度 u，則導體中某處的總電流密度為 ： 電流密度與各種載流子的漂移速度的關系 nqu? ??例如，銅導線中的電流密度 ?=?106A/m2，銅導線的 n值約為?1028/m3，可計算得出 642 8 1 92 . 0 1 0 1 . 5 1 0 m s8 . 5 1 0 1 . 6 1 0u ne? ???? ? ? ?? ? ? 可見，電子的漂移速度是非常緩慢的。電子的定向漂移速度與電流在導體中的傳導速度不同，后者實際上是電場在導體中的傳播速度。 第一節(jié) 恒 定 電 流 二、歐姆定律的微分形式 歐姆定律（ Ohm’s law） abUUIR??歐姆定律的微分形式 ??? E意義：導體中任一點的電流密度與該點的電場強度成正比，兩者具有相同的方向 第一節(jié) 恒 定 電 流 三、電解質導電 有外電場時，電解質中的正負離子在電場力作用下作定向遷移，形成電流。正負離子所受阻力與運動速度成正比。最后阻力和電場力相等，離子便達到了某個恒定的定向運動速度，這個速度稱為 遷移速度。正離子的 u?為 ： Z eEuk????Z?為正離子價數(shù)， Z?e為正離子的電量， k?為阻力系數(shù)。 同樣， 對負離子有： Z eEuk????第一節(jié) 恒 定 電 流 通常定義單位場強下的遷移速度為離子的遷移率。正、負離子的遷移率分別用 ??和 ??表示： 離子的遷移率（ ionic mobility） ZekZek??????????因此，正、負離子的遷移速度可表示為： uEuE????????第一節(jié) 恒 定 電 流 電解質的電導率 如果 Z?=Z?= Z，電解質中正、負離子的數(shù)密度均為 n，則可知電解質中的電流密度為： ?=nZeu?? nZeu?=Zne(??+??)E， 或： ?=?E ?= Zne(??+??
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