千里之行，始于足下朽木易折，金石可鏤Word-可編輯1.7恒定電場(chǎng)大綱要求：1控制恒定電流、恒定電場(chǎng)、電流密度的概念

2控制微分形式的歐姆定律、焦耳定律、恒定電場(chǎng)的基本方程和分界面上的銜接條件，能準(zhǔn)確地分析和計(jì)算恒定電場(chǎng)問(wèn)題

3控制電導(dǎo)和接地電阻的概念，并能計(jì)算幾種典型接地電極系統(tǒng)的接地電阻1.7.1恒定電場(chǎng)的基本概念電流：是電荷的定向移動(dòng)形成的；單位時(shí)光內(nèi)通過(guò)某一橫截面的電荷量，簡(jiǎn)稱為電流。恒定電流：方向和大小都不隨時(shí)光改變的電流，直流電也是恒定電流。恒定電場(chǎng)：電荷的定向移動(dòng)形成電流，電荷的分布也不隨時(shí)光變化。只是研究由電荷大小產(chǎn)生的場(chǎng)，那個(gè)就是電場(chǎng)，因?yàn)殡姾蛇\(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的場(chǎng)是磁場(chǎng)。恒定電流產(chǎn)生恒定電場(chǎng)，是因?yàn)閱挝粫r(shí)光內(nèi)單位體積的電荷數(shù)恒定，所以電場(chǎng)恒定。同時(shí)，也產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)，是因?yàn)殡娏骱愣?，就是電荷的運(yùn)動(dòng)速度是定值，所以磁場(chǎng)恒定。一．電流與電流密度電流強(qiáng)度：描述電流大小的。單位時(shí)光內(nèi)流過(guò)導(dǎo)電體截面的電荷量。單位是安培（A）。電流強(qiáng)度并不能確切的描述電流在電流場(chǎng)中的分布情況，而電流產(chǎn)生的場(chǎng)與電流的分布有關(guān)。描述電流在穿過(guò)任一截面時(shí)，在該截面上決定的分布和方向的物理量叫電流密度。電流密度：是一個(gè)矢量，其方向?yàn)檎姾傻倪\(yùn)動(dòng)方向，其大小等于單位時(shí)光內(nèi)通過(guò)垂直于電流方向單位面積的電荷量。單位：安培每平方米，記作。它在物理中普通用J表示。倘若垂直穿過(guò)以正電荷運(yùn)動(dòng)方向?yàn)榉ň€的小曲面的電流強(qiáng)度為，則在電流場(chǎng)中，倘若已知電流密度J，則通過(guò)面元的電流強(qiáng)度為：穿過(guò)隨意曲面S的電流強(qiáng)度I為：即電流強(qiáng)度I是電流密度J的通量。對(duì)電流分布在曲面附近很薄的一層中的情況，當(dāng)不需分析計(jì)算這一薄層中的場(chǎng)時(shí)，可忽略薄層的厚度，將電流近似看成是面電流。面電流用電流面密度表示，記為。電流薄層上點(diǎn)的電流面密度為單位時(shí)光垂直穿過(guò)單位長(zhǎng)度的薄層截面的電量，即的單位為A/m。若已知面電流的電流面密度，則流過(guò)長(zhǎng)度為的薄層截面的電流強(qiáng)度為：對(duì)于電流在細(xì)導(dǎo)線中流動(dòng)的情況：當(dāng)不需計(jì)算細(xì)導(dǎo)線中的場(chǎng)時(shí)，可將電流看成是線分布，線電流密度就是電場(chǎng)強(qiáng)度，方向?yàn)殡娏鞯姆较颍醇热浑娏魇请姾傻倪\(yùn)動(dòng)形成的，電流密度就應(yīng)與運(yùn)動(dòng)電荷的密度以及電荷運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)，若密度為的電荷以速度運(yùn)動(dòng)，則在的時(shí)光內(nèi)，電荷的位移為。若沿著電荷的運(yùn)動(dòng)方向取一端面面積為，長(zhǎng)度為的圓柱體，如圖1-所示。那么在的時(shí)光內(nèi)，穿過(guò)截面的電荷量為，因此穿過(guò)截面的電流強(qiáng)度為。電流密度與電荷體密度以及運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系為：電流密度與運(yùn)動(dòng)電荷體密度的關(guān)系注重：由靜止電荷(相對(duì)于看見(jiàn)者靜止的電荷)激發(fā)的電場(chǎng)是靜電場(chǎng)。靜電場(chǎng)除了要求電荷分布不隨時(shí)光變化外，還要求電荷不流動(dòng)。因此，靜電場(chǎng)中導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)到處為零，導(dǎo)體的電位到處相等，且在導(dǎo)體表面外附近，電場(chǎng)同導(dǎo)體表面垂直；此外，靜電場(chǎng)中沒(méi)有電流，不存在電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，即靜電場(chǎng)與磁場(chǎng)沒(méi)有必然的聯(lián)系。穩(wěn)恒電場(chǎng)只要求電荷分布不隨時(shí)光變化，允許導(dǎo)體中存在不隨時(shí)光變化的電流。因此，穩(wěn)恒電場(chǎng)中導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度可以不為零，導(dǎo)體內(nèi)兩點(diǎn)之間可以有電位差，在導(dǎo)體表面外附近，電場(chǎng)同導(dǎo)體表面普通不垂直；此外，穩(wěn)恒電場(chǎng)總是陪同著穩(wěn)恒磁場(chǎng)。二．恒定電場(chǎng)的基本方程電流密度與運(yùn)動(dòng)電荷體密度的關(guān)系（體電流密度矢量）（面電流密度矢量）（線電流密度矢量）1.歐姆定律大量實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于傳導(dǎo)電流，導(dǎo)電媒質(zhì)中的電流密度與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系（1）稱為導(dǎo)電媒質(zhì)的電導(dǎo)率，單位是。電導(dǎo)率單位為西門(mén)子/米為電阻單位歐姆的倒數(shù)，電阻率單位為歐姆米，是指橫截面積為一平方毫米長(zhǎng)度為一米的導(dǎo)電物質(zhì)的電阻大小。（1）式是歐姆定律的微分形式，即是極小的體積元上的歐姆定律。歐姆定律說(shuō)明了一段導(dǎo)體兩端的電壓與導(dǎo)體中電流的關(guān)系，普通僅適用于電流分布勻稱的情況；而微分形式的歐姆定律給出了導(dǎo)體中某點(diǎn)電流密度與該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，可用于電流分布不勻稱的情況，在導(dǎo)體中的一個(gè)微分體積元上，可以認(rèn)為電流密度是勻稱的。說(shuō)明：電導(dǎo)率的物理意義是表示物質(zhì)導(dǎo)電的性能。電導(dǎo)率越大則導(dǎo)電性能越強(qiáng)，反之越小。另外，不少人將電導(dǎo)跟電導(dǎo)率混淆：電導(dǎo)是電阻的倒數(shù)，電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)。理想導(dǎo)體（也稱完純導(dǎo)體）是電阻為0即電導(dǎo)率為無(wú)窮大的物質(zhì)，是一個(gè)與理想介質(zhì)相對(duì)應(yīng)的概念，在實(shí)際中并不存在。理想導(dǎo)體內(nèi)沒(méi)有電場(chǎng)和磁場(chǎng)，其表面上沒(méi)有切向的電場(chǎng)和法向的磁場(chǎng)。2.焦耳定律焦耳定律：是定量說(shuō)明傳導(dǎo)電流將電能轉(zhuǎn)換為熱能的定律。

①文字講述，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱