第十二章 第一节 导体中电流的形成
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§04-12-01

导体中电流的形成



测量电流

磁砖式电流计应用奥斯特的发现来测量电流大小。在测量电流之前,需要先将仪器的线圈转成与罗盘针的方向相同,然后再将电流倒入线圈,如此就会产生一个于地磁成九十度角的磁场。罗盘针会受到这个磁场的影响而偏转,根据它偏转的角度就可以计算电流强度。上图这台英国制造的电流计是公元1900年左右的产品。

 

  在导体中形成电流的条件有二:第一要有可以移动的电荷;第二要有维持电荷作定向移动的电场



  我们把可移动的电荷,统称为载流子。本章将着重研究金属导体中的电流。


  金属内的载流子是电子。(经典电子理论解释)
  
  当金属中存在电场时,每个自由电子都将受到电场力的作用,使电子逆着电场的方向(因为电子带负电)相对于晶体点阵作定向的加速运动。(具体阐述)

  当金属导体中形成电流后,如果撤去电场,则由于电子的热运动以及频繁地与晶体点阵相碰撞,定向运动立即被破坏电流便消失。因而要维持电流,必须使导体内各处的电场强度不为零。(注1)



  前面已经说过,电子热运动速率的数量级约为;当有电场存在而产生电流时,电子作定向漂移运动的平均速率却是很小的,据估算,仅约为那么电流究竟是如何在瞬间传到千家万户的呢?

  最后我们指出,虽然金属导体中的电流,乃是带负电的自由电子逆着电场方向作有规则的定向移动(右图)。但是在历史上规定正电荷移动的方向作为电流的方向(以后统称"流向")。这就是说,在金属导体中,我们把实际上负电荷的移动都想象地看作是正电荷沿着相反方向、即循着电场方向的移动。实验证明,这在效果上是等同的