作业帮电流是矢量还是标量?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/06 20:49:43
电流是矢量还是标量?
电流是矢量还是标量?
电流是矢量还是标量?
电流密度平行于电子运动速度,是名副其实的矢量其中,
是电子数密度,
是电子电荷,负号表示由于电子带负电,电流密度方向和电子运动方向相反
中学中所学到的电流,更恰当的定义是其中代表微元,
也可以写成,
代表面积微元的大小,是个标量,
代表面积微元的法向,因此面积微元也是个矢量,中间的乘积是点乘,点乘的结果就是个标量,就像功的定义
也是两个矢量点乘成标量
最后积分一下
电流和电流密度,一个是宏观描述,一个是微观描述,到了大学中,使用的环境也是不一样的
在电磁场课程中,用的是电流密度；在电路相关课程中,用的是电流
基尔霍夫定律也可以有两种表达方式,但是微观描述是更基本的、更物理的
欧姆定律的微观形式是：
是电导率,在一般导体中是标量,
是电场强度,当然是矢量
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既然被果壳问答微博采用了,我就补充一个不用数学公式表达的回答吧.
电流之所以又是“标量”,又有“方向”,是因为涉及到一个概念：“穿过某个面”.电流是“穿过电线的横截面”的电流密度（这是描述电荷运动的量,由上述可知,和速度一样是矢量）的积分.这里涉及到的“穿过”,是一个带有明显方向意味的表述.很显然,“穿过”分很多种情况,有可能是“穿出”,也有可能是“穿进”,还有可能是擦着边儿“掠过”,这些情况所对应的物理意义当然是不一样的,所以需要对这种“穿过”的状态给一个物理量来描述,数学上就找到了上述矢量“面积微元”.我们通常所说的电流方向,一定是和这个量的方向相关的.但是计算出来的电流又叫电流强度,可见是个标量.
与这个量相类似的,还有中学里涉及到的磁通量,它的表述就是“穿过某个横截面”的磁感线的“条数”,“条数”当然是标量,但是磁通量和“磁场”这个矢量以及表征“横截面”的矢量都有关系,只不过教学上很清楚,因此不会有人把磁通量误认为成矢量.
所以,你不用电子运动这个概念,而用
来定义,就更明显了,与磁通量类似的表述就是“电流强度是指单位时间内通过导线横截面的电荷的数目”.