Question

为什么串联电路中电流处处相等

Answer 1

串联电路中电流处处相等是因为串联电路没有分支而只有唯一通路，况且电荷不会在电路中任一地方积累起来，所以在相同时间内通过电路任一截面的电荷数必然相等，也就是各串联电阻中流过的电流相同。

但是，这样一个概念并不是在任何情况下都那么有效。从定义中我们可以看出，电流强度是针对一整个截面的“平均效果”。对于直流电路，在导线横截面上，电流是均匀分布的，但是对于交流电路，随着频率的升高，则会出现所谓的“趋肤效应”，即电流的分布将会往导线的表面集中。这样，即使两个电路有着相同的电流强度，但是二者内部的情况却是完全不同的。

我们可以将其与水流类比，电流强度即相当于流量，即使流量相同，水流也可能会有不同的速度分布，因此仅靠流量这一个物理量是远远不够的。

为了精确地描述某一点的“电流”，物理学家引入了一个新的概念，即：电流密度矢量。这矢量在导体中各点的方向代表该点电流的方向，其数值等于通过该点单位垂直截面的电流。嗯，其实它就是单位面积上通过的电流强度。如果我们用j来表示电流密度，dS表示与电流方向垂直的一个截面元。