导线电场方向解析与负载分布揭秘
导线中的电场方向
对于尚未上大学的人来说,这个问题仍然很难理解。这是我在百度上寻找的东西。
我希望这对您有用。
在电磁作用中,电场和驾驶员上负载的分布均已解决。
在静电平衡条件下。
尽管在恒定电流条件下的电场和电线上的负载分布相对较少讨论,但对此问题的简单分析将在此处进行。
1。
电场内的电场和负载密度。
根据欧姆定律的差异形式,您可以知道,导线内的管理E与当前的方向相同,假设电线的厚度是均匀的。
并有一个圆形截面,电线内的电场的方向朝轴向方向。
(未考虑当前磁场的洛伦兹力)在稳定的场条件下,当前的连续性方程为:,因为电线的电导率γ是一个常数,因此:将此方程与高斯的等式进行比较。
定理,我们可以看到电线内的负载密度为ρ= 0。
在电线上循环循环,但ρ为零。
原因很明显。
电线中有两种类型的载荷:一种类型是自由电子的,其载荷密度ρ≠0,然后电流密度ρv≠0(v-是自由电子的方向漂移方向); 另一种类型由正装的电子组成。
原子是真实的,它们的负载密度ρ+≠0,等于ρ-,但是它们的当前密度ρ+v+= 0(因为原子V+= 0的方向漂移速度)与两者结合在一起,密度总数负载ρ=ρ=ρ++ρ-= 0 2在电线的表面上。
两种材料电场和电线界面处的负载分布(1)电线外表面上负载的分布。
如图1所示,如果根据欧姆定律,电线材料的厚度均匀,则导线内的轴向电场的大小也均匀。
为了维持这种均匀的轴向电场,除了在食物的正末端具有许多正电荷,并且在食物的负末端有许多负电荷外,表面上还必须有表面载荷的分布。
整个传输驱动程序。
密度的符号和大小根据导线上的位置而变化。
,靠近电源正电极的电线表面具有正载荷,并且其表面载荷的密度随着电源的正极距离的增加而降低。
电线的表面靠近负电极。
电源具有负负载,其表面负载密度随距负电源的距离而增加。
大且减少,电路上某个地方必须有零的表面载荷密度。
只有驾驶员表面载荷密度的连续变化才能将透射导体上的电势持续下降,并均匀地将正电极的均匀变化到负电极上。
因此,可以将均匀的轴向电场保存在驾驶员内部,因此均匀的轴向电场可以保持在驾驶员内部。
当前越过驱动器的电流是恒定电流。
由于传输线表面上的表面载荷分布,因此电场将在电线表面外形成。
如图2所示,正常(径向)分量电场是由表面电荷产生的。
,其大小与比例表面电荷密度有关(圆柱表面电荷除外)。
导线底部的径向电场,R0为圆柱体半径,r为圆柱体外一点到圆柱体轴线的距离,σ为表面电荷密度; 导线表面内外连续,故导线表面外电场分布如下。
规则如图2所示。
现在让我们对传输线上的表面电荷密度进行一个数量级的估计: 如图1所示,两条传输线A和B的单位长度电容为:,其中a是导线的半径。
,d 是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为100m,则表面电荷密度的数量级为:σ为10-7C·m-2。
(2)两种不同材料线材界面处的载荷分布。
如图3所示,假设导线A和导线B的粗细相同,电导率分别为 ,D和E都只有法向分量,那么原因由上面下面的公式可以看出,正常情况下,界面的电荷密度不为零。
该界面的作用是在两侧产生方向相反的电场,并在内部叠加原来的轴向电场。
使不同材料的导体两侧形成不同大小的场强。
由上式不难看出,界面处电荷密度的大小约为:一般情况下,r为107Ω/m,j为106A/m2,ε为10-11C/N·m,则界面上的电荷密度的数量级为:σ为10-12C·m-2,大约相当于十万分之一 电线外表面上电荷密度的数量级。
3、当电流方向改变时,应调整导线上的负载分布。
当我们改变载流导线的形状时,形状可以是“电流方向发生变化的地方,说明导线内部电场的方向也发生变化,这是通过自动对载流导线的分布进行微小调整来实现的。
”线材的表面载荷。
为了终止B角左侧的水平电场E,必须在B的右侧添加负电荷。
根据高斯定理,这些负电荷的电荷为:,其中ε是介电常数导体的截面,S 是导线的横截面,E 是导线内部的轴向电场。
同样,如果要在B角产生向下的电场E,则在B上方添加正电荷。
这些正电荷的电荷为:。
从上面两个方程我们可以看出q-和q+的数量相等。
不同符号的电荷,到 导线弯曲直角之前,它们重叠并且呈电中性;当导线弯曲直角时,它们自动分开,一根在 B 的右侧,一根在 B 的上方,从而完成该过程改变导线内部的电场效应,从而改变电流的方向。
接下来是什么是这个拟合电荷数量级的估计:,所以 σ 的数量级是: 这个值非常小,每平方毫米表面积只有十几个电子。
我们可以看出她非常。
很难做出这么小的改变。
简单且完全自动化。
如果必须重新考虑电流的磁效应,变换就会更加复杂。
为什么不管导线怎么放电场叠加后都沿导线方向
电线中的电场实际上由电场的两个方面组成,一个部分由电源提供,另一部分由电线中的自由电荷提供。
外部电源提供的电场的一般方向是从正极到负电极的,如杆磁体的磁场分布。
目前,您可以获得任何积分。
目前,在电线上产生的电场不一定沿电线方向(切线方向),但可以沿电线和电线的方向拆卸。
金属丝。
电线中的无线电源在电线方向上推动,同时将垂直电场压在电线壁的一侧。
这样,如果电线的一侧负电荷,并对侧条充电,则将沿垂直导体产生电场。
电场抵消了原始垂直导体的电场(由电源产生),并且只有沿导体方向的电场保留在导体内部。
为什么电路中电源产生的电场线沿着导线?
电场将沿最短路线分布。这是真实的。
但是螺纹是等效的,沿螺纹是最短的路径。
在两个不同张力的表面上,电场是沿最短路径更为明显的电场。
这就是为什么要发生短路的原因,因为线程是最短的路径。
如果电阻较短,则电场将沿螺纹的方向沿着电源为单位,但是电阻线中不会有电流,并且会发生短路。
它将发生。