第三章內(nèi)民大 恒定電流

1、第三章 恒定電流前幾章（真空、導體與電介質(zhì)）為靜電學，涉及靜止電荷的電現(xiàn)象；本章論述有關運動電荷知識。帶電粒子運動伴有電量遷移而形成電流，若電流不隨t而改變，則稱為穩(wěn)恒電流，即直流(DC)。1 穩(wěn)恒電流的穩(wěn)恒條件及導電規(guī)律 一、電流電荷的定向移動形成電流。1、產(chǎn)生電流的條件產(chǎn)生電流需要兩方面的條件： 2、電流方向慣例規(guī)定：正電荷流動的方向。多數(shù)情況下導電由負電荷引起，而正電荷沿某方向定向運動與負電荷沿反方向運動產(chǎn)生相同效果（注：有例外，如霍耳效應）。二、電流強度和電流密度矢量1、電流強度I金屬中自由電子作無規(guī)則熱運動，即使在，仍，但。故無宏觀凈電量遷移。定向運動形成宏觀凈電荷遷移，此定向運動為

2、漂移運動需由電場提供力作用來完成，雖小，約為10 量級，但卻形成宏觀電流。電流強弱用電流強度I描述，定義如下：即導體中單位時間通過的某一給定截面的電量為通過該面的電流強度。（不涉及導體截面粗細和截面上電流詳細分布）。V說明+(1) I為標量，單位為:安培（A） SI制中基本單位之一。 ， (2) 僅粗略描述單位時間內(nèi)通過某一曲面（可大可小、可任意形狀）的總電量，不夠點點詳細，如圖3-1所示。(a) I相同，但分布有別 (b) 高頻趨膚+V(c) 電阻法探礦 (d) 用電流場模擬靜電場圖3-1下面引入電流密度矢量詳細描述電流場分布。2、電流密度矢量 是空間坐標的矢函數(shù)，其定義為： 說明 (1)

3、的單位為，一般，空間、時間而變，構(gòu)成矢量場-電流場?？梢腚娏骶€、電流管的概念：電流線即線，其上切向代表電流方向、數(shù)密度表示的大??；電流管即由線圍成的管狀區(qū)域。例：導線表面為一自然電流管。(2) 與電流密度的關系 一種載流子：，為漂移速率，為荷電的粒子數(shù)密度，如圖3-2； 多種載流子：。即使（電中性），但并不代表（因為可不同）。圖3-2圖3-33、I與的關系即強度與通量的關系，如圖3-3所示。故類似于電通量與場強的關系：。 三、電流連續(xù)性方程 穩(wěn)恒電流的閉合性1、電荷守恒定律的數(shù)學表述 研究通量與電荷時間變化率的關系：在電流場中任取閉合面S，其體積為V，如圖3-4，其內(nèi)含電荷總量為sv圖3-4

4、單位時間內(nèi)通過閉合面S流出的總電量為：，據(jù)電荷守恒，此流出量必等于面S內(nèi)電荷的減少率，即此即電荷守恒定律的數(shù)學表述，也稱之為電流連續(xù)性方程。它表明電流場中電流線是有頭有尾的起自正電荷減少處、止于正電荷增加處。2、穩(wěn)恒電流條件及閉合性(1) 穩(wěn)恒電流條件一般，電流場總是伴隨電場（因為推動q形成），而該電場又是由導體各處（內(nèi)、外及表面上）分布著的電荷所激發(fā)，即： 欲使電流穩(wěn)恒，即，則需空間各處的分布不隨t而變，有，由電荷守恒得穩(wěn)恒電流條件為(2) 穩(wěn)恒電流的閉合性由可得穩(wěn)恒電流線的一個重要性質(zhì)閉合性：穩(wěn)恒電流從閉合面S某處流入的電流線條數(shù)與流出數(shù)相等，電流場中找不到線的源和尾，即線閉合而不中斷。線

5、的閉合性就決定了穩(wěn)恒電路是閉合電路。如圖3-5，分析如下： (a) (b) 圖3-5在圖3-5(a)中，已充電的C，讓其放電形成暫時電流，空間乃至分布變化，因而不穩(wěn)定；在圖3-5(b)中，若C換成電源，則電流線閉合。(3) 說明點： 空間電荷分布不變，不意味著電荷不動，而應是動態(tài)分布，即：任何地方流失的電荷必被別處流來的電荷所補充。 穩(wěn)恒電流對應的電場稱為穩(wěn)恒電場，仍遵從： ， 故仍可有電勢概念，不過相比靜電場，穩(wěn)恒電場要求要放寬些，靜電場僅為穩(wěn)恒電場之特例。四、歐姆定律（不含源）1、歐姆定律的積分形式欲形成電流I，則需電場力推動電荷定向運動，有了，在導體兩端就有電壓U ，I與U 的關系滿足歐

6、姆定律，或其中R為電阻，反映導體對電流的阻礙作用，單位：，且。稱為電導，反映導體對電流的導通能力，單位：西門子。稱為歐姆定律的積分形式，是因為其中各量均具有積分形式：對于粗細均勻、材料均勻的導體，其電阻為式中為電阻率（單位：），為幾何尺寸。而電導率為+當導線的、S任一或都不均勻時，基于上述R表示形式和電阻串聯(lián)規(guī)律，S、積分流動點的函數(shù)：，積分路徑應沿電流線方向，如圖3-6。 圖3-6可見，R與電流方向有關。滿足歐姆定律的媒質(zhì)稱為歐姆媒質(zhì)。說明兩點(1) 是不同的物理量。描寫導體本身特性，與材料、溫度有關；描寫一段導體性質(zhì)，除與上述有關外，還與幾何形狀、尺度等有關。(2) 導體或元件的伏安特性，

7、有線性、非線性之分，其伏安曲線如圖3-7所示。線性時，R與I、U無關；非線性時，R與I、U有關（如：二極管）。圖3-72、歐姆定律的微分形式電流由電場推動電荷形成，故有直接聯(lián)系。如圖3-8，與方向相同，有圖3-8將代入上式，并考慮方向得該式表明，與點點對應，當?shù)氐耐苿赢數(shù)氐男纬?。穩(wěn)恒，則也穩(wěn)恒；一旦消失，則也消失。推廣 (1) 以上指穩(wěn)恒場，非穩(wěn)恒場時也成立；(2) 以上不含非靜電場力對應的場，而當在電源內(nèi)時有五、電功率 焦耳定律1、電功 電功率電流通過導體時，正電荷從高電勢到低電勢。若電路兩端電壓為U ，則當q單位的電荷通過它時，電場力做功為因而，電功為而單位時間做功稱為電功率表明：若兩端電

8、壓U ，流入電流為I ，則此段電路吸收功率即為IU，與該電路中用電器的性質(zhì)無關。單位為：(1) 電功A J, 1KWH =3.6106 J 稱為一度電；(2) 電功率p W ,10KW =103 W。2、焦耳定律電流通過歐姆媒質(zhì)時，其電阻為 R，則電能以熱的形式釋放。熱能：；熱功率：-焦耳定律；熱功率密度：，表示單位體積歐姆媒質(zhì)所耗熱功率。推導如下：在導體內(nèi)，取S=1、V=1的截面體元，如圖3-9。則圖3-9，代入，得。對于歐姆媒質(zhì)，所以。六、金屬導電的經(jīng)典微觀解釋1、金屬經(jīng)典電子論金屬可視為晶格點陣上的原子實（微振動）與自由電子（熱運動）之集合。忽略電子間的相互作用，遵從（經(jīng)典?。娮优c晶

9、格的作用僅考慮碰撞時，用一次碰撞理論（即一次碰撞，電子動能即喪盡，散向何方隨機）。如圖3-10，當無外電場時，自由電子參與無規(guī)則熱運動，其平均值為零；當有外電場作用時，自由電子參與兩種運動：熱運動（與無關）、漂移運動（與有關），且。設電子數(shù)密度為n，則形成宏觀電流為以下求（）。2、歐姆定律的解釋即導出電導率與微觀量的關系。勻加速 圖3-10 圖3-11自由電子在電場中獲得加速度：。因與晶格碰撞受阻，速度增加受限制。下面考察相鄰兩次碰撞的細節(jié)：設相鄰兩次碰撞之間歷經(jīng)，其間平均速率為 （ 熱運動速率）所以，且因v與E無關，故也與E無關。在相鄰兩次之間，由初始漂移至末速，如圖3-11，有求得自由程內(nèi)

10、平均漂移速度為將 代入之，得 再將此式代入前述，便得最后，將上式與以前對比，可得電導率為式中各量均與無關，故正比于，解釋了歐姆定律。理論評價（ 據(jù)熱力學，電子熱運動） ，即 ，表明：隨T，電阻增大，與以前定性地一致。但可惜地是與實驗結(jié)果不符合。需借助量子理論加以解釋。至于焦耳定律的解釋，這里從略：其方法類似，考慮電子所獲動能經(jīng)碰撞交給晶格，單位體積傳遞給晶格能量為 。3、金屬導線導電的圖象室溫下，電子平均熱運動速率，而漂移，雖小卻是形成I 的基礎。電路以光速聯(lián)系，表明：當?shù)氐耐苿赢數(shù)氐男纬?，電流非傳播能量的載體，能量通過導線周圍空間傳遞。電子在導體內(nèi)既不是“馬拉松”、也不是“接力賽”式。電路導

11、線起到引導能量從電源傳向負載的作用。2 電源及其電動勢一、電源將其他形式能量轉(zhuǎn)變成電能的裝置。，欲形成穩(wěn)恒電流，電路中電源不可少且電路閉合。分析如圖3-12(a),若初始，導線相連后形成瞬時電流而達靜電平衡。電能耗掉，僅靠靜電力不能將此恢復原狀，因而需要：電路閉合，含非靜電力如化學力等，參見圖3-12(b)。(a) (b)圖3-12下面分析內(nèi)、外電路電流成因：圖3-131、電源內(nèi)既存在穩(wěn)恒電場，又存在與非靜電力等效的非靜電場：，和反向，克服使正電荷電勢升高，如圖3-13。總場為， 電源放電時：，正電荷由低電位到高電位，非靜電力做功，其它能轉(zhuǎn)化為電能。2、電源外僅有穩(wěn)恒電場，推動導線中正電荷由高

12、低電勢，途經(jīng)其它用電器（或電阻）而將電能其它能。穩(wěn)恒電場起著能量中轉(zhuǎn)的作用。電源外。兩點說明(1) 存在非靜電力的空間，其靜電平衡條件應從電荷受合力為零考慮，修改為： (2) 在沒有非靜電力的地方（例如電源外），穩(wěn)恒電流條件給出均勻?qū)w內(nèi)沒有凈電荷，電荷只分布于導體非均勻或界面處：穩(wěn)恒電場正是由這些電荷所激發(fā)。二、電動勢將單位正電荷由電源負極經(jīng)電源內(nèi)移到正極時非靜電力之功： （電源內(nèi)）因為電源外，又無旋，所以上式也可寫為：反映電源中非靜電力做功的本領，與外電路無關，是標量。的單位為：伏特。 三、一段含源電路歐姆定律 即求電源路端電壓。如圖3-14閉合電路中一段含源電路：因為，將代入上式，取積分

13、路徑：，則 圖3-14現(xiàn)分述上式中的第二項：1、電源處于放電狀態(tài)時如圖3-15， ，故，經(jīng)電源內(nèi)有其中為電源內(nèi)阻,故 即路端電壓小于電動勢。圖3-15 圖3-162、電源處于充電狀態(tài)時 如圖3-16，同上分析，因，而有 即路端電壓大于電動勢。 討論(1) 一段含源電路歐姆定律表達式是的翻版，是場量公式在路論中的化身與表現(xiàn)。以上充、放電情況均符合順沿積分路徑寫電壓降規(guī)律，如圖3-17。（放電）（充電）圖3-17結(jié)果為：電源放電 電源充電 (2) 當內(nèi)阻時，有恒定，即成為理想電壓源。此時,不論I如何，電源輸出恒定電壓（無限大功率源）。 此時，有路端電壓而無電流，為電磁學實驗中補償法測提供了理論啟示

14、。 ，因為，故嚴禁如此。(3) 能量轉(zhuǎn)換四、全電路歐姆定律 如圖3-18簡單含源閉合電路，處于放電狀態(tài)。由，而此即外路電壓：，所以，即，故放電等效電路圖3-18討論 全電路歐姆定律實質(zhì)為 之對應的積公式； 推廣至單閉路多電源、多電阻，有分母電阻相加恒正，分子是代數(shù)和，決定I方向的是凈電動勢。 含源電路會表現(xiàn)出有電流而無電壓、或有電壓而無電流現(xiàn)象，如圖3-19。 (a) (b) 圖3-19在圖3-19(a)中：五個相同電源順串成閉路，則但是在圖3-19(b)中：兩相同電源反串成閉路，則但是 輸出功率匹配條件如圖3-20，電路功率為 ，令，得，代入上式得電源輸出功率、負載獲得最大功率分別為， 可見

15、，效率，匹配時：。圖3-203 簡單電路直流電路中多見含電阻、電源，簡單電路中能通過串并聯(lián)化簡解決問題。一、電阻串并聯(lián)1、規(guī)律，串聯(lián)同電流,大電阻 “當家”-分壓大、決定I (略小電阻)；，并聯(lián)同電壓,小電阻“當家”-分流大、決定總I(略大電阻)。 混聯(lián)：綜合運用上述公式，最終可化成一等效電阻。2、變阻器 功用：可變電阻,制流、分壓。 聯(lián)接方式:原理如圖3-21。使用須知: 兩固定接頭A、B和一個滑動頭， 了解變阻器之； 接通電源前限流-達最大；分壓-達最小。(a)制流（串入） (b)分壓（并入） 圖3-21 二、電壓、電流的測量 即電表改裝原理。1、表頭磁電式指針（模擬）型，靈敏度高的直流電

16、流表G,規(guī)格用描述，即滿度電流，量程較小，級。2、電壓表測電路中某段電壓總是跨接并聯(lián)使用，直接用表頭跨測時最大可測電壓：，此不滿足使用，需擴程-串聯(lián)分壓電阻（擴程電阻）。圖3-22如圖3-22，改裝成量程為的電壓表，所串擴程電阻計算如下：（并聯(lián)支路）若擴程至的n倍，即，則改裝后的電壓表內(nèi)阻為顯然，內(nèi)阻增大，有利；誤差主要源于測量時的分流，需小，越小越好。3、電流表測電路中電流總是將電流表串入電路，直接測量最大只能達（級），過小，需擴程-并聯(lián)分流電阻。如圖3-23，改裝成量程為I的電流表，所并電阻R計算如下：圖3-23若擴程至n倍：，則分流電阻為改裝成電流表的總內(nèi)阻可見，內(nèi)阻變小。三、電阻的測量

17、-直流電橋 比較法測電阻：比較電橋兩端是否等位，電橋上用檢流計G檢查，如圖3-24。當，即加在G兩端電壓為0，電橋即平衡。圖3-24平衡條件：平衡時，（），所以即， 兩式相除得， 或運 用：，已知三個電阻即可知第四（測雙線斷開點等）。說明 誤差來源有； 型式變種； 非平衡電橋也有應用，如測，（此屬復雜電路）。四、電動勢的測量-電位差計補償法測量：在沒有電流通過電源情況下（因而內(nèi)阻壓降），測得電源端壓即電動勢。1、原理如圖3-25(a)，-待測電動勢，-可調(diào)電源，當時，由知，但不易確定。下面將電路演化為圖3-25(b)。如圖3-25(b)，上回路為輔助回路，其中R為制流電阻；下回路為工作回路，C

18、為可動觸頭。A、C端之上部分代替圖3-25(a)中的；以使在AB之間能存在C點，使，此時工作回路（平衡）。對應于輔助回路，在一定下，調(diào)節(jié)R可改變I；輔助回路中電流的調(diào)節(jié)，使，此時，即。已知，則可得。(a) (b)圖3-252、實測由上述原理知，關鍵是對平衡時I和的測定。實用中對此兩量設計和安排如下：滑線電阻由一系列標準電阻串聯(lián)而成。在輔助工作電流I給定的情況下，與有 一一對應關系，因而可以把與各段電阻一一對應地標刻在儀器面板上。圖3-26：標定為一定值，讓電位差計統(tǒng)一工作在下平衡。綜上可見，關鍵是調(diào)節(jié)R是I準確地工作于標準值，這就存在著校準的問題。方法如下：如圖3-26，其中-標準電池，其電動

19、勢已知且穩(wěn)定（注：不許倒置?。?。：滑動C，找到對應 的位置C，看G有無偏轉(zhuǎn)：若，則恰好；若有偏轉(zhuǎn)，則調(diào)R直至。此時已校準工作電流。：測量，不再調(diào),只撥C找到的位置。撥動C即是改變，從面板上直接讀出與此對應的即可。4 復雜電路不能用簡單電路方法解決的多電源、多電阻復雜聯(lián)接的電路問題，解決這類電路計算的基本公式是基爾霍夫(Kichoff)方程組（KCL、KVL）。一、基本概念1、支路-電源與電阻串聯(lián)而成的一段電路，其上相同。往往以為求解對象。2、節(jié)點-三條或更多條支路的聯(lián)接點。還可推至廣義節(jié)點。3、回路-由幾條支路構(gòu)成的閉合通路。投影：以直流電橋為例，說明其中含有：6條支路、4個節(jié)點、7條回路。二

20、、基爾霍夫方程組1、第一方程組（KCL：談節(jié)點電流關系）理論依據(jù)： 將應用于節(jié)點。電流正方向：各支路電流真實方向事先難以判斷，可預設，照此列方程，終結(jié)果為正則真、負則偽。此人為預設的流向，即參考正方向。規(guī) 定：流出節(jié)點的電流前冠“+”號，流入節(jié)點的電流前冠“-”號。內(nèi) 容：。 即流入節(jié)點的各支路電流之代數(shù)和為零。注意事項(1) n個節(jié)點可列（n-1）個獨立節(jié)點電流方程；(2) 定律公式中含雙層正負號-形式上的“”，本身的正負；(3) 各支路電流正方向是人為選定的，一旦選定，中途不再隨意改動。2、第二方程組（KVL：談回路電壓關系）理論依據(jù)：將用于回路；繞行方向：即沿回路線積分的方向，人為事先任

21、意選定，從某處開始，沿回路繞行一周回至原處。電位降落正負規(guī)定：沿回路繞行歷經(jīng)從低到高或從高到低電位的過程，統(tǒng)稱電位降落。 具體做法是-順流而下，R上電位降為正，反之為負； 從電源正負，電位降為正，反之為負。內(nèi) 容： 。即沿回路繞行一周，電位降落之代數(shù)和為零。注意事項(1) 公式中仍存有雙重正負號問題，各有其意；(2) 個獨立回路可列個獨立電壓方程（平面網(wǎng)絡，網(wǎng)孔回路即獨立）。三、基爾霍夫方程組對復雜電路的可解性復雜電路多見求解各支路電流：條支路有個未知支路電流待求。此外，個節(jié)點：可列個獨立節(jié)點電流方程；個獨立回路：可列個獨立回路電壓方程。拓撲學可證：，即方程數(shù)恰好等于未知數(shù)個數(shù)，可解。參見大學

22、物理1985年第3期、第12期梁燦彬等的文章。四、例題與步驟例1：如圖3-27電位差計電路。已知；。試求。圖3-27解：標定各支路電流，選好繞行方向，判知兩節(jié)點（A，B）、兩網(wǎng)孔，可列三式：消去得代入數(shù)據(jù)，成為解出 表明均與實際預設方向一致。連帶計算電位差為即B點電位高。例2：直流電橋電路中求。 圖3-28如圖3-28，標各支路電流及正方向；選網(wǎng)孔繞向；圖中已標各電流，其中已用節(jié)點方程，可見有。三網(wǎng)孔，列三回路方程整理成 用線性方程組之行列式解法解，經(jīng)算只要，則有：，其中欲電橋平衡，則，即，有電橋平衡條件一般步驟 設出各支路，并標注正方向參考； 列節(jié)點電流方程，獨立方程； 列回路電壓方程：先選

23、獨立回路，后標繞行方向，再列獨立回路方程； 聯(lián)立方程求解，討論結(jié)果，指出的實際方向； 求出其它。5 溫差電及電子發(fā)射一、能量轉(zhuǎn)換的可逆與不可逆現(xiàn)象不可逆：焦耳熱電阻媒質(zhì)導電產(chǎn)生熱量Q、散發(fā)，與I 流向無關，一去不返； 熱擴散熱擴散（傳導），單向過程； 濃度擴散粒子從擴散，單向進行?？?逆：電池充電，電能轉(zhuǎn)化為化學能；放電，化學能轉(zhuǎn)化為電能。 溫差電實現(xiàn)：，下面即述：二、ThomSon effect 溫差引起，發(fā)生于體內(nèi)。1、湯姆孫效應及解釋兩端不等溫的金屬棒，當在其中通過電流時，除產(chǎn)生與R有關的焦耳熱外，還要吸收或放出一定的熱量，且是吸收還是放出熱量與I的流向有關，此即Thomsons eff

24、ect.結(jié)合圖3-29解釋：設，則電子從高溫向低溫擴散，非靜電力熱擴散作用，形成 ：圖3-29外加電流：兩種情況。只看圖3-30中A、B點之上的部分,可以理解為(1) 當I的流向在金屬棒內(nèi)，相當于電源放電，金屬棒吸熱；(2) 當I的流向在金屬棒內(nèi)，相當于電源充電，金屬棒放熱。（相當于電源放電）（相當于電源放電） 圖3-302、湯姆孫電動勢的計算實驗表明：，其中三、Peltier effect 數(shù)密度差引起，發(fā)生于面上。1、及解釋外加電流通過兩種金屬A、B（ ）間的接觸面時，發(fā)生吸、放熱現(xiàn)象，與I流向有關，過程可逆。此即poltiers effect。分析如圖3-31，設，則電子從擴散，非靜電力

25、自由電子擴散作用。，表示為，且。圖3-31相當于放電相當于充電吸熱放熱圖3-32如圖3-32，外加電源提供I條件，仿照上述理解：(1) 當I的流向在金屬棒內(nèi)，相當于電源放電，金屬棒吸熱；(2) 當I的流向在金屬棒內(nèi)，相當于電源充電，金屬棒放熱；2、Peltier 電動勢 單接觸面：前足標代表n大者； 同一溫度T下不同金屬多段相連，如圖3-33 ，指代數(shù)和。 同一溫度不同金屬聯(lián)成閉路，則 綜上說明：和兩種電動勢均不大，數(shù)量級：伏。 T 圖3-33 圖3-34四、溫差電效應及應用（thermoelectric effect and application）1、總結(jié)與回顧前已分述，僅靠單一形式均不能

26、使電路形成穩(wěn)流。2、辦法不同材料不同溫度下串成閉路，兩種形式的電動勢合作用于電路，可實現(xiàn)，如圖3-34，有此稱為溫差電動勢。3、能量關系吸、放熱能之差=維持電流的能源。4、溫差電偶和溫差電堆、應用。參見教材（從略）。第三章 恒定電流 導體處于靜電平衡時，導體內(nèi)場強處處為零，電荷無定向運動。若導體內(nèi)場強不為零，則導體內(nèi)自由電荷將在電場力作用下定向運動，大量電荷的定向運動形成電流，本章研究電流問題。1電流的穩(wěn)恒條件和導電規(guī)律一、電流強度和電流密度（一）、電流強度1、電流導體中電荷作定向運動形成電流，方向和大小都不隨時間變化的電流叫做恒定電流。（也稱傳導電流）載流子：導體中形成電流作定向運動的電荷，

27、稱為載流子。不同導體中，載流子不同。例形成傳導電流的條件：（1）存在可自由移動的電荷載流子（內(nèi)因）；（2）導體中存在電場（電壓）（外因）。電流分類：（1）傳導電流：導體中電荷定向運動形成的電流；（2）運流電流：帶電體作機械運動形成的電流（3）位移電流：變化電場。2、電流強度電流的強弱用電流強度來表示，其定義為：單位時間通過導體任一截面的電量，稱為通過該截面的電流強度。假定在時間內(nèi)，通過導體截面的電量為，用I表示電流強度，則有 （31） 方向：規(guī)定正電荷的運動方向為電流方向。（是標量，為研究方便規(guī)定了電流方向） 一般： 交變電流 =恒量時，電流的大小和方向都不變，稱為恒定電流單位：制中，單位是安培(用A表示)，1安培1庫侖秒。此外，還有、等。（二）電流密度雖能從整體是描寫通過導體某一截面電流的強弱，但一般來說，導體內(nèi)各點的電流分布是不相同的，為了描述電流分布的詳細情況，我們引入一個新的物理量電流密度。定義：在電流通過的導體中的某處取一小面元dS ，使dS的法線單位矢量的方向和該處的電流方向一致，設垂直通過dS的電流強度為dI，則定義電流密度 為： = (32)該式表明，大小：導體中某點垂直通過單位面積的電流強度，方向：沿該處正電荷運動方向，即電流方向。與該處小面元dS的法線方向即電流方