物理电流问题 15
电流为什么是标量?如果是平面中的电流,那么就应该用电流密度来合成。实际上导线中的电流也是导线中的电流密度的面积分。而两条导线中的电流当然是无法如上合成的。解释一下是什么意...
电流为什么是标量?
如果是平面中的电流,那么就应该用电流密度来合成。实际上导线中的电流也是导线中的电流密度的面积分。而两条导线中的电流当然是无法如上合成的。解释一下是什么意思?
来看一个具体实例:图1中AB为一小段直线电流(为简单计,设是正电荷定向运动形成的),从微观上看,它是由许多电荷的定向移动而形成的。根据运动的分解,可以把每一个电荷沿AB方向的定向移动,分解成两个分运动(如沿AB1和AB2方向),由于合运动和分运动具同时性,当一个电荷通过AB时,也可以认为它分别同时通过了AB1和AB2;并且,有多少电荷通过AB,也就有同样多的电荷分别通过了AB1和AB2,所以通过AB的电量Q,和分别通过AB1和AB2的电量Q1和Q2大小是相同的。
现令AB的长度趋于零(成为AB方向上的一个横截面),则AB1和AB2的长度也趋于零(也成为一个对应的横截面),根据电流强度的定义I=Q/t可知:通过AB方向的电流I,和分别通过AB1和AB2的电流I1和I2大小是相同的。从等效的观点来看:流过AB的电流I,可以等效为分别沿AB1方向大小为I的电流I1、沿AB2方向大小为I的电流I2(如图2所示)。很明显,电流在分解时(即等效时),不满足平行四边形定则,所以,它不是矢量!解释一下是什么意思
通过某一截面的电流强度是该截面内的电流密度的面积分,通过某一截面的磁通量也是通过该截面的磁感应强度的面积分。解释一下是什么意思
电流是标量——针对一段导线,或一个回路而言!!电流密度是矢量——针对导线或导体中的某一点或截面。电流的合成直接用代数加减就可以,电流激发的磁场合成应该用矢量合成,电流产生的力应该用矢量合成。解释一下是什么意思 展开
如果是平面中的电流,那么就应该用电流密度来合成。实际上导线中的电流也是导线中的电流密度的面积分。而两条导线中的电流当然是无法如上合成的。解释一下是什么意思?
来看一个具体实例:图1中AB为一小段直线电流(为简单计,设是正电荷定向运动形成的),从微观上看,它是由许多电荷的定向移动而形成的。根据运动的分解,可以把每一个电荷沿AB方向的定向移动,分解成两个分运动(如沿AB1和AB2方向),由于合运动和分运动具同时性,当一个电荷通过AB时,也可以认为它分别同时通过了AB1和AB2;并且,有多少电荷通过AB,也就有同样多的电荷分别通过了AB1和AB2,所以通过AB的电量Q,和分别通过AB1和AB2的电量Q1和Q2大小是相同的。
现令AB的长度趋于零(成为AB方向上的一个横截面),则AB1和AB2的长度也趋于零(也成为一个对应的横截面),根据电流强度的定义I=Q/t可知:通过AB方向的电流I,和分别通过AB1和AB2的电流I1和I2大小是相同的。从等效的观点来看:流过AB的电流I,可以等效为分别沿AB1方向大小为I的电流I1、沿AB2方向大小为I的电流I2(如图2所示)。很明显,电流在分解时(即等效时),不满足平行四边形定则,所以,它不是矢量!解释一下是什么意思
通过某一截面的电流强度是该截面内的电流密度的面积分,通过某一截面的磁通量也是通过该截面的磁感应强度的面积分。解释一下是什么意思
电流是标量——针对一段导线,或一个回路而言!!电流密度是矢量——针对导线或导体中的某一点或截面。电流的合成直接用代数加减就可以,电流激发的磁场合成应该用矢量合成,电流产生的力应该用矢量合成。解释一下是什么意思 展开
2个回答
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电流一定是标量,这不只是定义的问题,电流明显是标量。向量满足平行四边形法则的合成,可是根据你的分析,电流不满足这一规律,所以。。。但是他的论证是对的但有点偏离本质,标量和矢量的根本区别是他们是几维的变量。标量是一维的,矢量是更高维度的。给定一根导线,电流变化的方向只有一个方向,不是向左,就是向右!而给定平面上的一个速度,他可以向左向右向前向后,所以他是矢量。
所以你也就明白了电流密度为什么是矢量。电流密度是电荷的定向移动。电荷移动是三维的。所以他是矢量。这是对“一块”导体而言。如果你非要在“一块”导体中定义电流,那么他也是矢量。所以才有了那句话:“电流是标量——针对一段导线,或一个回路而言”
然后再谈合成的问题,矢量合成用矢量,标量合成用标量,如此而已。电流是标量,于是代数加减。磁场强度是矢量,甭管他是怎么产生的,他都得用矢量合成。力是矢量,无论来源是是什么,都要用矢量合成。
PS最后告诉你一件事,楼上说的是对的,你能看明白吗?当然不知道无所谓了。
所以你也就明白了电流密度为什么是矢量。电流密度是电荷的定向移动。电荷移动是三维的。所以他是矢量。这是对“一块”导体而言。如果你非要在“一块”导体中定义电流,那么他也是矢量。所以才有了那句话:“电流是标量——针对一段导线,或一个回路而言”
然后再谈合成的问题,矢量合成用矢量,标量合成用标量,如此而已。电流是标量,于是代数加减。磁场强度是矢量,甭管他是怎么产生的,他都得用矢量合成。力是矢量,无论来源是是什么,都要用矢量合成。
PS最后告诉你一件事,楼上说的是对的,你能看明白吗?当然不知道无所谓了。
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