通电导线中的电场方向是和导线平行的,为什么

因为电源产生的电场可以沿导线和垂直于导线分解。
垂直于导线的部分电场将电子吸引到导线的一侧。
电线内部也会产生电场。
该电场削弱了垂直于导体的电源电场。
最后,只有电场保持与导线平行。

导线中的电场方向

导线各点处的电场取决于所施加的电场。
当沿导线方向施加外部电场时,导线中电场的方向也沿导线方向。
当外部电场施加到导线的横截面时,电场的方向 导线中的电场沿着导线的横截面。
通常,电场不会发生转变。
然而,由于同性力相互排斥,异性相互吸引,高度集中的电场会因力而改变其走向。
这就是为什么在两个相反极性的“球形”电极之间出现弯曲的电力线,而在两个相反极性的无限“板”电极之间的电力线是直线的。
电流的本质是电场作用引起的粒子的流动,因此电流是否恒定主要取决于外加电场的稳态。

导线中的电场方向

这个问题对于还没上过大学的人来说还是很难理解,以下是我在百度搜索到的,希望对你对电磁场、导体上电荷分布条件下的分布有帮助静电平衡虽然关于恒流条件下导线上的电场和电荷分布的讨论很少,但这里将对这个问题做一些简单的分析。
1、导线内部的电场和电荷密度根据欧姆定律的微分形式可知,导线内部E的方向与电流方向相同,假设导线的厚度为均匀且具有圆形截面,导线内部电场方向沿轴向。
(不考虑电流磁场的洛伦兹力)在磁场恒定的情况下,电流连续性方程为:,由于导线的电导率γ是常数,则:,将该方程与高斯方程进行比较:理论上,可以看出导线内部的电荷密度ρ = 0。
自由电荷在导线上流动,但ρ为零。
原因很清楚。
导线中存在两种电荷:第一种是自由电子,它们的电荷密度为ρ≠0,则电流密度为ρv≠0(v-为自由电子的定向漂移速度); 另一种是带正电的电子,原子是真实的,其电荷密度为ρ+≠0且等于ρ-,但其电流密度为ρ+v+=0(因为原子真实的方向漂移速度为v+= 0),二者结合,总电荷密度为 ρ=ρ ++ρ-=0 2 导线表面存在两种物质 导线界面处电场及电荷分布 (1) 外部电荷分布表面 对于电线。
如图1所示,如果导线材料的厚度均匀,根据欧姆定律,导线内部的轴向电场的大小也是均匀的。
为了维持这种均匀的轴向电场,除了电源正极有许多正电荷、电源负极有许多负电荷外,表面还必须有表面电荷的分布。
整个传输导体的密度的符号和大小随导线上的位置而变化。
靠近电源正极的导线表面带有正电荷,表面电荷密度随着距电源正极距离的增加而减小。
靠近电源负极的导线表面带有负电荷,表面电荷密度随着远离电源负极而增加。
大且减小,表面电荷密度在某处必定为零就在圈子上。
只有导体上表面电荷密度的不断变化,才能使传输导体上的电压从正极到负极连续均匀地下降,从而使导体内部保持均匀的轴向电场,从而使传输导体上的电压均匀分布。
通过导体的电流是恒定电流。
由于传输导线表面存在表面电荷分布,因此导线表面外部会形成电场,如图2所示。
电场的法向(径向)分量由表面产生电荷及其大小与成比例的表面电荷密度有关(在导线底部径向的圆柱面电荷电场之外,R0是圆柱体的半径,r是圆柱体外一点到圆柱体轴线的距离)圆柱体,σ为表面电荷密度); 导线表面内外是连续的,因此导线表面外的电场分布是如图2所示的规则。
现在让我们对传输线上的表面电荷密度进行体积估计:如图1所示,传输线A和B的单位长度电容为:,其中a为导线的半径,d为两根导线之间的距离。
假设两根导线之间的电压为U,此时导线单位长度所带的电荷为:,导线表面的电荷密度为: 通常U为102V,a为-10。
3m,d等于100m,则表面电荷密度的数量级为:σ为10-7C·m-2。
(2)两种不同材料导线界面处的电荷分布。
如图3所示,假设导线A和导线B的粗细相同,导体串联,D和E只有法向分量,那么由上式可以看出,在正常情况下,电荷密度界面不为零,该界面的作用是在其两侧产生方向相反的电场并叠加在内部原来的轴向电场。
导体,不同材料的导体两侧的场力大小不同。
从上式不难看出,界面处电荷密度的数量级大约为: 一般情况下,r为107Ω/m,j为106A/m2,ε为10-11C/N·m,因此界面处电荷密度的数量级为:σ为10-12C·m-2,相当于导线外侧电荷密度的大约万分之一数量级。
3.当电流方向改变时,必须对导线上的电荷分布进行调整,当我们改变载流导线的形状时,它可以具有电流方向改变的形状。
表示导线内部电场方向发生变化。
此外,这是通过自动对导线的表面电荷分布进行小幅调整来实现的。
为了终止B角左侧的水平电场E,必须在B的右侧添加一些负电荷。
根据高斯定理,这些负电荷的电荷为:,其中ε是介电常数导体的横截面积,S 是导线的横截面积,E 是导线内的轴向电场。
同样,如果要在B角处产生向下的电场E,则在B上方添加一些正电荷。
这些正电荷的电荷为: 从上面两个方程可以看出,q-和q+具有等量的带有不同符号的电荷,之前当电线弯曲成直角时,它们重叠并且呈电中性,当电线弯曲成直角时,它们自动分开,一根在B的右侧,一根在B的上方,从而完成改变导线内部电场,从而改变方向的过程 当前的。
这里是对这个修改电荷的数量级的估计: 所以 σ 的数量级是: 这个值非常小,每平方毫米的空间只包含十二个电子 很难轻易地做出这样简单的改变。
完全自动。
如果重新考虑电流的磁效应,变换将会更加复杂。