【大学物理·恒定电流的磁场】恒定电流
一、电流 电流密度
载流子：电荷的携带者
传导电流：电解液中的载流子是其中的正负离子，这些载流子形成的电流
电流：单位时间内通过导体截面的电荷量
恒定电流：电流的大小和方向不随时间而变化
电流I虽能描写电流的强弱，但它只能反映通过导体截面的整体电流特征， 并不能说明电流通过截面上各点的情况
为了细致地描述导体内各点电流分布的情况，必须引人一个新的物理量——电流密度
电流密度是矢量，用符号j表示.电流密度矢量的方向与该点正电荷,运动的方向一致，大小等于通过垂直于电流方向的单位面积的电流
在一般情况下，截面元dS法线的单位矢量
与该店电流密度j之间有一夹角
，此时通过任一截面的电流为：
在国际单位制中，电流密度的单位为
二、电源的电动势
正电荷将沿着存在电场的导线从电势高的导体A流 向电势低的导体B，形成短暂的电流（实际上在导线中做宏观定向运动的是自由 电子）
电源：把正电荷从电势低的B移向电势高的A 的装置
电源是把其他形式的能量转化为电势能的装置
为了描述电源内能移动电荷的“非静电力”做功的本领，引人电动势
电源的电动势等于电源把单位正电荷从负极经电源内移到正极所做的功
非静电性场把单位正电荷从负极经电源内移到正极所做的功就可以表 达为
“非静电性场的场强”沿整个闭合电路的环流不等于零，而等于电源的电动势
这是非静电性场的场强与静电场的区别，后者的电场强度环流为零
三、欧姆定律
1.一段含源电路和闭合电路的欧姆定律
通过一段导体的电流与导体两端的电势差
成正比，可以表达为
式中的比例系数R是该段导体的电阻，它与导体材料有关
对于给定材料的导体， 其电阻正比于长度l，反比于截面积S,写作
式中的比例系数
称为电阻率，它的倒数
叫做电导率
在有多个电源的情况下，式中电动势的正负取向可作如下规定：先任意设定电路中的电流方向，如果电动势的指向和电流方向相同，该电动势为正
，相反则是负依照这样的约定
2.欧姆定律的微分形式
欧姆定律的微分形式
左边是电流密度
,右边电势梯度的负值正是电场强度E
当材料不均匀或温度不均匀时，导体中各点处的值并不一样，因此即使各点E的大小和方向都不改变时，各点因值不同j仍可能发生变化.在可变电场中，也是成立的。总之，欧姆定律的微分形式是用场的观点表述了大块导体中的电场（以电场强度E描述）和导体中的电流分布 （以电流密度j描述）之间逐点的细节的关系，它是电磁理论中反映介质的电磁性质的基 本方程之一.
电源中存在的电场和静电场不同：
电源中同时存在两种电场，一种是非静电性电场，另一种是恒定电场.它们是性质不同的场.
非静电性电场对电荷的作用力是源自于非静电力，如化学力、核力等，所以非静电性电场的大小定义为单位正电荷所受到的非静电性力，非静电性电场方 向是在电源内部从电源的负极（低电势）指向电源的正极（高电势），在电源外部没有非静电性力也就没有非静电性电场.
静电场是由静止电荷激发产生的，其电场的大小定义为单位正电荷所受到的静电力，电场的方向由高电势指向低电势. 非静电性电场是非保守力场，而静电场是保守力场.
与静电场是由静止电荷激发产生的不同，恒定电场是由运动电荷产生，但激发电场的电荷分布并不随时间而变化，所以其电场分布也是恒定的.由此看来， 恒定电场和静电场有其共同点，即它们都是由不随时间变化的电荷或电荷分布 所激发产生，它们都是保守力场.
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