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2021-01-29 16:54:51

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物理量
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描述电路中某点电流强弱和流动方向的物理量。它是矢量,其大小等于单位时间内通过某一单位面积的电量,方向向量为单位面积相应截面的法向量,指向由正电荷通过此截面的指向确定。导线中不同点上与电流方向垂直的单位面积上流过的电流不同,为了描写每点的电流情况,有必要引入一个矢量场--电流密度J,即面电流密度。每点的J的方向定义为该点的正电荷运动方向,J的大小则定义为过点并与J垂直的单位面积上的电流·

基本信息

  • 中文名

    电流密度

  • 外文名

    Current density

  • 矢量

  • 简介

    路中某点电流强弱和流动方向

  • 符号

    电流密度J

  • 单位

    安培每平方米,记作A/㎡

折叠 编辑本段 基本介绍

电流密度电流来自密度描述电路中某点电流强弱和流动方向的物理量。它矢量,其大小等于360百科单位时间内通过某一单高家方位面积的电量,方向向量为单位面积相应截面的法向量,指向由正电荷通过此截面的指向确定。导线中不同点上与电流方向垂直的单语的里度历位面积上流过的电流不同,为了描写每点的电流情委由治命候云散八算纸况,有必要引入一个矢量场——电流密度J。每点的J的方向定义为该点的正电荷运动方向,J的大小则定义为过点并与J垂直的单位面积上的电流.

折叠 编辑本段 单位公式

单位:安培每什程力们培石班序异平方米,记作A/㎡。 它在物理中一般用J表示。

公式:J=I/S

I和J都是描写电流的物理量,I是标量,原意种呀教黄了法般味描写一个面的电流情况,J是矢量场,描写每点的电流情况,

电流密度时常可以近似为与电场成正比,以方程表达

J=σE ;其中,E 是电场J 是电流密度,σ是电导率,是电阻率的倒数。

欧姆定律示意图

电阻公式阐明,系语居画坐一个均匀截面的物体的电阻与电阻率和导体长度成正比,与截面面积成反比。以方程表达

R=ρL/S ;其中,R 是电阻,L是物体长度,S是物体的截面面积,ρ是电阻率 。

根据欧姆定律电压 V等于电流 I乘以电阻:V=IR

所以,

V=I*ρL/S 。

注意到在物体内,电场与电压的关系为E=第史由加黄呼东工花Z*V/L

其中,Z是电流方向。

所以,E=Z*ρI/S=ρJ

电导率为电阻率的倒数, σ=1/ρ 。电流密度与电场的关系

J=σE 。

折叠 编辑本段 重要性质

对于电力系统和电子系统的设计而言,电流密度是很重要的。电路的性能伟剂增鲜议与电流量紧密相关,而电流密度又是由导体的物体尺寸决定。例如,随着集成电路的尺寸越变越小,虽然针脚呼背得跟官统进害路较小的元件需要的电流也较小,为了要达到芯片内含的元件数量密度增高的目标,电流密美否身则觉那起树沉境度会趋向于增高。更详尽细怕积强斗跟扬被班岩顾请节,请参阅摩尔定律

在高频频域,由于趋肤效应,传导区域会更加局限于表面附近,因而促使电流密度增高。

电流密度过高会产生不理想后果。大多数电导体电阻是有限的正值,会以盾秋什示领温缺模胞门热能的形式消散功率为了要避免电导体因过热而被熔化或发生燃烧,并且防置调终妒语续绝缘材料遭到损坏,电流密度必须维持在过高值以下。假若电流密度过高,材料与材料之间的互连部分会开始移动,这现象称为电迁徙(electr行全迅学溶多omigration)。在超导体里,过高的电流密度会产生促原满三渐与思获很强的磁场,这会使得超导体自发地丧失超导性质。

对于电流密度所做的分析和观察,可以用来探测固体内在的物理性质,包括金属、半导体、绝缘体等等。在这科学领域,材料学家已经研尼不犯部专急究发展出一套非常详尽的理论形式论,来解释很多机要的实验观察[2]。

孙法眼宗安培力定律描述电流密度与磁场之间的关系。电流密度是安陪力定律的一个重要参数[1]

在变压器设计中,不同铁吧显鲜强器表概心大小,不同温升,不同分义线的压降要求,不同的散热条件电流然采负眼识容乐一装子晚密度都会不同,不能认为多大的线径允许多大的电流密度是一个定值,

电流强度和电流密度之间的关系

电流密度是一种度量,以向量的形式定义,其方向是单位面积相应截面的法向量,其大小是单位截今压希防喜模面面积的电流。采用国际单位制,电流密度的单不还殖使什吃跟位是「安培/平方公尺」

电流密度电流密度

参考资料

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