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电离密度

电离密度

以方程表达为J=σE ;其中

  电流密度是一种度量,以矢量的形式定义,其方向是电流的方向,其大小是单位截面面积的电流。采用国际单位制,电流密度的单位是“安培/平方米”。用方程表达,J=I/A; 其中, I是电流,J 是电流密度,A 是截面矢量。根据欧姆定律的另一种形式,电流密度与电场 E和物质的电导率σ 的关系可以表达为J=σE。

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  电流密度过高会产生不理想后果。大多数电导体的电阻是有限的正值,会以热能的形式消散功率。为了要避免电导体因过热而被熔化或发生燃烧,并且防止绝缘材料遭到损坏,电流密度必须维持在过高值以下。

  对于电流密度所做的分析和观察,可以用来探测固体内在的物理性质,包括金属、半导体、绝缘体等等。在这科学领域,材料学家已经研究发展出一套非常详尽的理论形式论,来解释很多机要的实验观察。

  I和J都是描写电流的物理量,I是标量,描写一个面的电流情况,J是矢量场,描写每点的电流情况,电流密度时常可以近似为与电场成正比,以方程表达为J=σE ;其中,E 是电场,J 是电流密度,σ是电导率,是电阻率的倒数。

  对于电力系统和电子系统的设计而言,电流密度是很重要的。电路的性能与电流量紧密相关,而电流密度又是由导体的物体尺寸决定。例如,随着集成电路的尺寸越变越小,虽然较小的元件需要的电流也较小,为了要达到芯片内含的元件数量密度增高的目标,电流密度会趋向于增高。

  假若电流密度过高,材料与材料之间的互连部分会开始移动,这现象称为电迁移,在超导体里,过高的电流密度会产生很强的磁场,这会使得超导体自发地丧失超导性质。

  电流密度是矢量,指单位面积内通过的电流,数值上等于电流除以导体截面积,方向与电流方向相同。


点击次数:  更新时间:2019-10-08 19:40   【打印此页】  【关闭
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