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位移电流

2018-12-08 05:37admin中国电力时空网
名词解释
位移电流是电位移矢量随时间的变化率对曲面的积分。英国物理学家麦克斯韦首先提出这种变化会产生磁场的假设,并称其为“位移电流”。但位移电流只表示电场的变化率,与传导电流不同,它不产生热效应、化学效应等。继电磁感应现象发现之后,麦克斯韦的这一假设更加深入一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。位移电流是建立麦克斯韦方程组的一个重要依据。注:位移电流不是电荷作定向运动的电流,但它引起的变化磁场,与传导电流引起的变化磁场等效。
基本信息
中文名: 位移电流 英文名: displacement current
提出者: 麦克斯韦(J.Maxwell) 适用学科: 物理学
适用领域: 电磁学

定义/位移电流

在电磁学里,位移电流 (displacement current) 定义为电位移通量对于时间的变化率:

位移电流

位移电流的单位与电流的单位相同,在SI单位制中单位为安[培]。如同真实的电流,位移电流也会产生磁场。但是,位移电流并不是移动的电荷所形成的电流;而是电位移通量对于时间的偏导数,故它不具有传导电流所具有的其它效应,如焦耳热效应和化学效应。

考虑到上式的求导和积分顺序可以交换,上式也可被改写为

位移电流位移电流

式中的

称位移电流密度。

位移电流

位移电流是指穿过某曲面的电位移通量φD的时间变化率。这是麦克斯韦(1861~1862年)首先引出的一个概念。因为ΦD=ΦsD·ds,所以位移电流又可表示为i位=

。式中

称为位移电流密度矢量j位=

这样,位移电流等于曲面上位移电流密度的面积分。又因D=εE+P,E为电场强度矢量,P为该点的极化强度矢量,则位移电流密度j位=

为介质极化强度随时间的变化率,它与极化电荷的移动相联系。在真空中这一项等于零,这时j位=ε0

,它与电场强度随时间的变化率相联系,是位移电流的基本组成部分。这个基本部分与电荷的运动无关,本质上是随时间变化的电场。麦克斯韦认为位移电流以与传导电流相同的方式激发磁场。亦即变化着的电场在其周围空间激发磁场。这样,磁场可由传导电流激发,也可由变化的电场激发,这一假说是产生电磁波的必要条件之一。而在实验验证了电磁波的存在之后,这一假说就上升成为电磁理论的基本组成之一。真空中的位移电流,只相当于电场强度随时间的变化,不伴有电荷或任何别的实体的任何运动。即使在介质中,位移电流也不产生化学效应和焦尔热。