什么是電流意思概念介紹方向與表達(dá)式(2)
電流表達(dá)式
通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量Q跟通過(guò)這些電荷量所用的時(shí)間t的比值稱為電流，也叫電流強(qiáng)度。即 I=Q/t 。如果在1s內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量是1C，導(dǎo)體中的電流就是1A。
決定電流大小的微觀量：在加有電壓的一段粗細(xì)均勻的導(dǎo)體AD上選取兩個(gè)截面B和C，設(shè)導(dǎo)體的橫截面積為S，導(dǎo)體每單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)電荷的電荷量為e，電荷的定向移動(dòng)速率為v，則在時(shí)間t內(nèi)處于相距為vt的兩截面B、C間的所有自由電荷將通過(guò)截面C。由 (I=ΔQ/Δt)可得I = nesv。
其中：
n ：表示單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù);
e：自由電荷的電量;
s：為導(dǎo)體橫截面積;
v：為自由電荷定向移動(dòng)的速率。
電流物理性質(zhì)
在各種介質(zhì)內(nèi)的電流的物理性質(zhì)
金屬
在固態(tài)金屬導(dǎo)體內(nèi)，有很多可移動(dòng)的自由電子。雖然這些電子并不束縛于任何特定原子，但都束縛于金屬的晶格內(nèi)。甚至于在沒(méi)有外電場(chǎng)作用下，因?yàn)闊崮?thermal energy) ，這些電子仍舊會(huì)隨機(jī)地移動(dòng)。但是，在導(dǎo)體內(nèi)，平均凈電流是零。挑選導(dǎo)線內(nèi)部任意截面，在任意時(shí)間間隔內(nèi)，從截面一邊移到另一邊的電子數(shù)目，等于反方向移過(guò)截面的數(shù)目。如同喬治·伽莫夫在他發(fā)表于 1947 年的科學(xué)暢銷書(shū)《One, Two,Three…Infinity》談到：
“金屬物質(zhì)與其它物質(zhì)不同的地方，在于其最外層的電子很松弛地束縛于原子，電子能夠很容易地逃離原子。因此，滿布于金屬的內(nèi)部，有很多未被束縛的電子，毫無(wú)目標(biāo)地游動(dòng)，就好像一群無(wú)家可歸的醉漢。當(dāng)施加電壓于一根金屬導(dǎo)線的兩端，這些自由電子會(huì)朝著電勢(shì)高的一端奔去，這樣，形成了電流。”
其它介質(zhì)
在固態(tài)金屬內(nèi)，電荷流動(dòng)的載子是電子，從低電勢(shì)流到高電勢(shì)。在其它種介質(zhì)內(nèi)，任何電荷載子的載子流都可以形成電流。
在真空內(nèi)，可以制作一個(gè)離子束(ion beam) 或電子束。這也是一種電流。在有些傳導(dǎo)性物質(zhì)內(nèi)，電流是由正電荷載子和負(fù)電荷載子共同形成的。在像質(zhì)子導(dǎo)體(proton conductor) 一類的物質(zhì)內(nèi)，電流可能完全是由正電荷載子形成。例如，在水溶液內(nèi)，電解質(zhì)會(huì)導(dǎo)電，電流內(nèi)的正價(jià)氫離子(質(zhì)子)朝著某方向流動(dòng)，負(fù)價(jià)的硫酸根離子朝著反方向流動(dòng)。在電花(spark) 或等離子體內(nèi)的電流內(nèi)有電子、正離子、負(fù)離子。在半導(dǎo)體內(nèi)，可以視電流為正值空穴(一個(gè)呈電中性的原子，由于少了一個(gè)負(fù)電的電子，所以那里就會(huì)呈現(xiàn)出一個(gè)正電性的空位)的流動(dòng)。這種半導(dǎo)體稱為p型半導(dǎo)體。
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