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时间: 2020-1-14 09:48
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Electro4电磁学(双语)讲义第四章:稳恒电流与磁场(Steadycurrentandmagneticfields)4.1电动势和传导(Electromotiveforceandconduction)4.1.1电流和电阻(Currentandresistance)导体中的自由电子:导体中的自由电子(freeelectrons)在不停地运动,相互碰撞,就象气体中的分子,同时又与晶格(lattice)中的原子碰撞。若无外电场(appliedelectricfield),电子运动的宏观平均速度为零。若有外电场E,电子受力为eE,获得与外场方向相反(opposite)的平均速度v。这种速度是叠加在电子随机运动速度之上的,故称为平均漂移速度(meandriftvelocity)。平均漂移速度等于电子在两次碰撞间获得的附加速度的一半。固体导体一般是电中性的,原子带正电,约束在晶格中不能运动。液体或气体导电,有两种极性相反的载流子(carriers)在电场中运动。电流密度(currentdensity):电流密度的定义:是位置的矢量函数。其方向为平均漂移速度v的反方向(因为电子带负电)。大小为单位时间通过单位垂直截面的电量。如果单位体积中的自由电子数为N,则电流密度j=Nev。(4.1)电流密度与电流强度(current)的关系:1秒钟通过S面的净电量,等于电流密度j在s面上的积分I=∫SjdS.(4.2)-1电流强度I的量纲(dimension)为[charge][time],单位为(measuredin)安培(amperes),记为A。电流密度j的量纲为[charge][time]-1[area]-1,单位为Am-2。平均漂移……