没有人比我更懂电流,今天带你重新认识电流( 四 )
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根据圆面, 可知 但根据曲面 却又有但作为磁场强度的环路积分 , 它的值应该是确定的!
怎么办?
麦克斯韦相信 , 安培环路定理必须成立 , 现在出了问题 , 那必然是因为有一部分电流之前没有被我们发现 , 但它的确存在!
那么 , 怎么把这部分电流找出来呢?
既然问题出现在极板之间 , 那么就从极板之间入手 。
麦克斯韦通过分析发现 , 无论充电还是放电 , 每时每刻 , 电容器极板之间存在一个与电流大小和方向都同步的物理量 。它就是电位移矢量 的通量 的时间导数 , 即 于是定义称之为位移电流 。
如果认为这部分就是之前没被发现的那部分电流的话 , 那么完整的电流现在是 也就是说 , 极板间电路虽然断开了 , 但电位移通量的导数和电流之和一起 , 作为一个整体, 时刻保证了电流的连续性 。
回到前面的矛盾 , 现在知道了 , 按照斯托克斯定理的要求 , 当对闭合曲面计算电流密度的通量时 , 位移电流的密度也应该考虑 , 即 故完整的安培环路定理是因此 , 通过“发现”这个新的电流成分 , 安培环路定理的危机解决了!
之所以这里不用“引入” , 而用“发现” , 想强调的是 , 这种电流不是一种数学上的弥补 , 而是切实存在的东西 , 只不过之前没发现而已 。
为什么说它是本来就存在的呢?因为它作为电流 , 与传导电流一样 , 等效地激发磁场 , 只不过没有电荷的运动 , 不需要导线引导 , 也不能产生焦耳热 , 因此一直被忽略了!
但它其实本身就存在 , 只不过低调点罢了 , 它一直就在那里默默的激发着磁场呢!
换句话说 , 当我们面对磁场时 , 原先对于电流的定义太狭隘了 。电流的本质不是电荷的运动 , 它应该是一种能激发磁场的东西 。
到此 , 电流的几种存在的形式都介绍完了 。它们都是客观存在的 , 它们的共同之处是:所有的电流都能等效的激发磁场 。
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黑龙江龙网_原标题:有不需要电荷的电流?电流到底是什么?
来源:大学物理学
编辑:Garrett
来源:中科院物理所
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