医学物理学：13第十章 直流电（一）.ppt

电 势,静电场的 环路定理 电势 电势叠加原理,点电荷电场作功,带电体系电场作功,环路定理,电势能,电势,电势差,复 习,基尔霍夫定律,电流密度,本次课程内容,直流电（一）,第十章 直 流 电,direct current,第一节 电 流 密 度,电流是电荷的定向运动从微观上看，电流,是带电粒子的定向运动将形成电流的带电粒子,称为载流子载流子可以是电子、质子、正或负离子常见的电流是沿着一根导线流动的电流电流的大小是用电流强度 I 描述具体规定为 ：,如果在,时间内通过导体横截面的电量,为,则电流强度,即电流强度为单位时间内通过导体截面的电量单位为安培（A）实际问题中常常遇到大块导体，,如：人体,躯干、,电解槽内的电解液等为了确切描各种,导体内部各个点处的电流分布情况，引入电流,密度的概念如果导体中的电流强度的大小和方向不随,时间的变化而变化，,则称这种电流为稳恒电流,或直流电我们所研究的对象都是稳恒电流在有电流通过的,取一,其法向,导体内某点处，,小面积,量方向与电场方向相,同I,则定义该点的电流密度为一个矢量，,用,来表示，,其方向为该点的场强方向，,模为,其中,为通过,的电流强度实际应用中，常用下列公式计算电流密度：,其中,Z 载流子的价数（正整数）； e 电子的电量 n 导体中单位体积内的载流子数目； v 载流子在电场力作用下的漂移速度。

上述公式容易从电流密度的定义式推导出来事实上，,在,时间内通过小面积,的电量为,小圆柱体的电量,v,进而有,注意到电流强度,从而得到电流密度大小,注意,1. 在金属导体中，载流子为电子，其,价数为 1 从而得到通过截面,的,电流强度为,进而电流密度为,2. 金属导体中的电子漂移速度与电流在导体中,的传导速度是不同的前者是电场力作用下电,子的移动速度；,后者是电场的传播速度第二节 基尔霍夫定律,基尔霍夫定律是用来解决多电阻、多电源,而成的多回路的复杂电路问题的定律电路中的一些名称：,支路；,节点；,回路注意,由电流强度的,定义可知，支,路中电流强度,处处相等一、基尔霍夫第一定律（Kirchoffs first law）,在任一时刻，流入节点的电流之和必定等于,流出该节点的电流之和若规定流入节点的电流,为正，流出节点的电流为负，,则汇于任一节点处,电流的代数和等于零即, 基尔霍夫第一定律 （节点电流定律）,注意,1. 利用基尔霍夫第一定律求解问题时，,各支路的电流方向是未知的，,可以先假,设电流方向，,当计算结果为正时，表明,实际方向与假设方向相同；,否则，相反2. 对具有 n 个节点的电路，,通过基尔霍夫第一定,律可以建立 n 个方程。

但是可以证明其中只有,n 1 个是独立的二、基尔霍夫第二定律（Kirchoffs second law）,沿任何闭合回路的电势降落的代数和等于,零，,即,式中,以及,的符号选取规定为：,若选定的,绕行方向与电流方向相同时，,为正；,否则，, 基尔霍夫第二定律 （回路电压定律）,为负；,相反绕行方向与电动势方向相同时，,否则，相反注意,1. 与利用基尔霍夫第一定律求解问题一,样，利用基尔霍夫第二定律所建立所有,方程并非都是独立的可以证明其独立,个数等于闭合回路总数与节点总数的差再加 1 2. 在解决复杂电路问题时，,总是通过基尔霍夫的,两个定律联立求解例,解题提示,首先假设电流,方向对节点 A ，由节点,电流定律，有,对回路 1 ，,由回路电压定律，有,对回路 2 ，类似地有,将已知数据代入三个方程，,可得,小 结,电流密度 基尔霍夫定律,电流的定义,电流密度的定义,电流密度的计算,节点电流定律,回路电压定律,实际应用中，常用下列公式计算电流密度：,其中,Z 载流子的价数（正整数）； e 电子的电量 n 导体中单位体积内的载流子数目； v 载流子在电场力作用下的漂移速度注意到电流强度,从而得到电流密度大小,常见的电流是沿着一根导线流动的电流。

电流的大小是用电流强度 I 描述具体规定为 ：,如果在,时间内通过导体横截面的电量,为,则电流强度,即电流强度为单位时间内通过导体截面的电量单位为安培（A）在有电流通过的,取一,其法向,导体内某点处，,小面积,量方向与电场方向相,同I,则定义该点的电流密度为一个矢量，,用,来表示，,其方向为该点的场强方向，,模为,其中,为通过,的电流强度实际应用中，常用下列公式计算电流密度：,其中,Z 载流子的价数（正整数）； e 电子的电量 n 导体中单位体积内的载流子数目； v 载流子在电场力作用下的漂移速度一、基尔霍夫第一定律（Kirchoffs first law）,在任一时刻，流入节点的电流之和必定等于,流出该节点的电流之和若规定流入节点的电流,为正，流出节点的电流为负，,则汇于任一节点处,电流的代数和等于零即, 基尔霍夫第一定律 （节点电流定律）,二、基尔霍夫第二定律（Kirchoffs second law）,沿任何闭合回路的电势降落的代数和等于,零，,即,式中,以及,的符号选取规定为：,若选定的,绕行方向与电流方向相同时，,为正；,否则，, 基尔霍夫第二定律 （回路电压定律）,为负；,相反。

绕行方向与电动势方向相同时，,否则，相反作 业,1. 做教材中第159页 第103题； 2. 做教材中第159页 第106题。