Electro4电磁学(双语)讲义 第四章： 稳恒电流与磁场(Steady current and magnetic fields) 4.1 电动势和传导(Electromotive force and conduction) 4.1.1 电流和电阻(Current and resistance) 导体中的自由电子： 导体中的自由电子(free electrons)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(applied electric field)，电子运动的宏观平均速度为零。 若有外电场 E，电子受力为 e E , 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 (mean drift velocity)。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(current density)： 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 = Ne v 。 (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 =∫S jd S . (4.2) -1 电流强度 I 的量纲(dimension)为[charge][time] ，单位为(measured in)安培 (amperes), 记为 A。 电流密度 j 的量纲为[charge][time]-1[area]-1，单位为 A m-2。 平均漂移……