基本介紹
- 中文名：全電流
- 外文名：total current
- 領域：物理
- 性質：電流
- 組成：傳導電流、位移電流、運流電流
- 實例：安培環路定理中的電流
概念,電流,傳導電流,位移電流,運流電流,
概念
一般情形下，通過空間某截面的電流應包括傳導電流與位移電流和運流電流，其和稱全電流(total current) 。即：傳導電流Ic + 運流電流Iv + 位移電流Id = 全電流，其中：Ic指導體內自由電荷定向移動所形成的電流；Iv指導體外自由電荷定向移動所形成的電流；Id指變化的電場所等效的電流。如安培環路定理中的I就可以理解為全電流。
電流
科學上把單位時間裡通過導體任一橫截面的電量叫做電流強度，簡稱電流。通常用字母 I表示，它的單位是安培（安德烈·瑪麗·安培），1775年—1836年，法國物理學家、化學家，在電磁作用方面的研究成就卓著，對數學和物理也有貢獻。電流的國際單位安培即以其姓氏命名），簡稱“安”，符號 “A”，也是指電荷在導體中的定向移動。
電源的電動勢形成了電壓，繼而產生了電場力，在電場力的作用下，處於電微安(μA)1A=1 000mA=1 000 000μA，電學上規定：正電荷定向流動的方向為電流方向。金屬導體中電流微觀表達式I=nesv,n為單位體積內自由電子數，e為電子的電荷量，s為導體橫截面積，v為電荷速度。
傳導電流
在交變場的作用下，介質中有兩種性質不同的電流存在，傳導電流是其中的一種。傳導電流相當於自由電子的定向運動，並由介質的電阻率所決定。傳導電流通過導體時不但產生焦耳熱，而且在導體周圍空間激發渦旋磁場。在低頻交流電法中主要考慮傳導電流對電磁場分布的作用。
位移電流
位移電流的單位與電流的單位相同，在SI單位制中單位為安[培]。如同真實的電流，位移電流也會產生磁場。但是，位移電流並不是移動的電荷所形成的電流；而是電位移通量對於時間的偏導數，故它不具有傳導電流所具有的其它效應，如焦耳熱效應和化學效應。
考慮到上式的求導和積分順序可以交換，上式也可被改寫為
式中的
稱位移電流密度。
位移電流是指穿過某曲面的電位移通量φD的時間變化率。這是麥克斯韋(1861～1862年)首先引出的一個概念。因為ΦD=ΦsD·ds，所以位移電流又可表示為i位=
。式中
稱為位移電流密度矢量j位=
。
這樣，位移電流等於曲面上位移電流密度的面積分。又因D=ε0E+P，E為電場強度矢量，P為該點的極化強度矢量，則位移電流密度j位=ε0
為介質極化強度隨時間的變化率，它與極化電荷的移動相聯繫。在真空中這一項等於零，這時j位=ε0
，它與電場強度隨時間的變化率相聯繫，是位移電流的基本組成部分。這個基本部分與電荷的運動無關，本質上是隨時間變化的電場。麥克斯韋認為位移電流以與傳導電流相同的方式激發磁場。亦即變化著的電場在其周圍空間激發磁場。這樣，磁場可由傳導電流激發，也可由變化的電場激發，這一假說是產生電磁波的必要條件之一。而在實驗驗證了電磁波的存在之後，這一假說就上升成為電磁理論的基本組成之一。真空中的位移電流，只相當於電場強度隨時間的變化，不伴有電荷或任何別的實體的任何運動。即使在介質中，位移電流也不產生化學效應和焦爾熱。
運流電流
運流電流又稱“對流電流”。帶電介質或介質中的帶電部分在空間運動所形成的電流。是指電荷在不導電的空間，如真空或極稀薄氣體中的有規則運動所形成的電流。
真空電子管中由陰極發射到陽極的電子流,帶電的運動著的雷雲運動所形成的電流都是運流電流。相對於觀察者以速度v運動的電荷元ρdV(ρ為電荷的體密度，dV為體積元)形成的運流電流密度為ρvdV。
