恆定電場是一種閉合迴路中電源兩極上帶的電荷和導線和其他電學元件上堆積的電荷共同激發而形成的電場，其特點是電場線處處沿著到導體方向，由於電荷的分布是穩定的（即達到動平衡狀態），由這種穩定分布的電荷形成的電場稱為恆定電場。
基本介紹
- 中文名：恆定電場
- 外文名：constant electric field
- 屬性：電場
- 特點：電荷穩定分布
- 領域：電磁學
- 相關名詞：電荷守恆定律
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定義
自由電荷在電場作用下做巨觀定向運動形成電流，通有電流的導電媒質中的場稱為電流場，當空間各點的電流密度不隨時間而變時就是恆定電流場，簡稱恆定電場。
基本物理量
說明
靜電場研究在絕緣介質中靜止電荷產生的電場，主角是E和D。
恆定電流場研究在導體中穩恆流動的電流，即直流問題。主角是J和E。
電流會產生磁場。但當電流分布不隨時間變化時，電場和磁場可以分開研究。
電流強度
單位時間內通過某一橫截面的電量，簡稱為電流。
公式如下：
I 是通量，並不反映電流在每一點的流動情況。
電流密度
電流密度是一個矢量，在各向同性線性導電媒質中，它與電場強度方向一致。
（1）電流面密度
分布的體電荷以速度v 作勻速運動形成的電流。
（2）電流線密度
分布的面電荷在曲面上以速度v運動形成的電流。
（3）電流密度的矢量線
在一坐標系中可以用一族曲線來形象描述電流密度的分布，大小可以用稠密程度、方向可以用曲線的切線方向來確定。它們同樣遵循矢量線方程。
（4）元電流的概念
元電流是指沿電流方向上一個微元段上的電流。
（5）焦耳熱效應
電流流經導體，自由電子與導體物質發生碰撞、摩擦，導體發熱，叫做焦耳熱效應。
單位體積內，電荷在電場作用下移動 dl 距離，電場力做功
在恆定電流場中，粒子動能不變，故電場做功全部轉化為熱能，熱功率密度為
基本方程
電荷守恆定律
電荷守恆是自然界中一條非常重要的守恆定律。
物理意義：穿出閉合面的電流等於單位時間內該體積中電荷的減少量。
基本方程
（1）J的散度：
空間各點的電流密度分布不隨時間而變化。也就是說由任一閉合曲面淨流出的的傳導電流為零，即該閉合曲面內電荷的變化為零。
導電媒質內部電荷密度為零，但導電媒質的交界面上面電荷密度不一定為零！
（2）E的旋度：
所取積分路徑不經過電源，則
根據斯托克斯定理：
。
（3）本構關係：
特點：在導體內部，恆定電流場無散無旋。
與靜電場相比
（1）有推動自由電荷運動的電場存在，說明E不僅存在於介質中而且存在於導體中；
（2）電流恆定說明流走的自由電子被新的自由電子補充，空間電荷密度處於動態平衡，因而場分布不同於靜電場；
（3）它具有和靜電場相同的性質，因此會對處在其中的電荷有力的作用，也就會推動自由電荷發生定向移動形成電流，但自由電荷不會一直加速，會不斷的與不動的粒子發生頻發的碰撞（形成電阻的微觀本質）受到不動的粒子對他運動的阻礙作用，自由電荷做的是平均勻速率不變的運動。
研究意義
①進一步理解直流電路中的有關規律；
②解決絕緣電阻、接地電阻的計算等實際問題；
③為實驗方法研究場的問題提供理論依據。
