电子的有序移动
传导电流、对流电流
●载体密度分布的变化
扩散电流、超导电流
●导体中流过的电流分布
注:关于电流的定义,复习第6课的内容。
[1]电流密度(1)
电流在导体中流过时,电流密度为
J为电流密度(A/m2)
dS为与电流方向垂直的截面面积(m2)
dI为截面面积为dS(m2)时,通过导体的电流(A)
[2]电流密度(2)
载流子在导体中移动时,电流密度为
J=nqv
J为电流密度(A/m2)
n为单位体积内含有的载流子个数
q为载流子所带电荷(C)(www.daowen.com)
v为载流子移动的速度(m/s)
恒定电流
正电荷或负电荷都沿着一定的方向移动,就形成了电荷的移动,通常将这种电荷的移动称之为电流。如果电流的大小和方向不随时间的变化而变化,我们称之为恒定电流或直流电流。
电流的类型
导体中的自由电子沿着一定的方向移动,使得电荷发生了位移,因此所形成的电流被称为传导电流。真空或气体中诸如电子、离子等载流子的定向移动所产生的电流被称为对流电流。
半导体中,由于掺杂物质的密度分布的不同,使得其内部的少数载流子的密度分布具有浓淡之分。这种由于载流子从分布密度大的地方向分布密度小的地方的移动,因此所产生的电流被称为扩散电流。
当超导材料的温度达到极低的临界温度时,其电阻会急剧地下降为0,这时流过其中的电流称为超导电流。
例题1
如图所示,截面面积S为1mm2的铜线,当有5A的电流流过的时候,计算其中自由电子的平均移动速度。铜线中的自有电子的密度为8.46×1028个/m3。
【例题1解】
铜线中的电流密度为
自有电子的平均移动速度为
例题2
截面面积为1mm2的金属丝,通过其的电流为1A的时候,计算自有电子的平均移动速度。金属丝中的自有电子密度为5.8×1028个/m3。
【例题2解】
金属丝的电流密度为
自由电子的平均移动速度为
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