
【化】 displacement current
displacement
【计】 bit shift
electric current; electrical current; electricity
【计】 I
【化】 current; electric current; electric current (strength)
【医】 current; electric current; rheo-
位移电流(Displacement Current)的汉英词典式解析
位移电流(Displacement Current)是电磁学核心概念,由麦克斯韦于1861年提出,用于完善安培定律。其英文定义为:
"A time-varying electric field that generates a magnetic field, analogous to conduction current but without physical charge movement."
(时变电场产生的等效电流,无需电荷实际移动。)
在麦克斯韦方程组中,位移电流的引入解释了电容器两极板间磁场的存在,统一了电磁理论,并预言了电磁波的存在。
位移电流密度 (vec{J_d}) 的公式为:
$$
vec{J_d} = varepsilon_0 frac{partial vec{E}}{partial t}
$$
其中:
关键区别:
传导电流 | 位移电流 |
---|---|
由自由电荷定向运动形成 | 由时变电场激发 |
存在于导体中 | 存在于真空、介质或电容器极板间 |
产生焦耳热 | 不产生焦耳热 |
位移电流表明变化的电场可激发磁场(反之亦然),揭示了电磁场的相互转化关系,是电磁波传播的理论基础。
在交流电路中,电容器极板间无电荷迁移,但时变电场等效为位移电流,使电路保持连续性(如安培环路定律修正:( abla times vec{B} = mu_0 (vec{J_c} + varepsilon_0 frac{partial vec{E}}{partial t})))。
天线工作时,时变电场产生的位移电流与传导电流共同形成辐射场,支撑无线通信技术。
Maxwell, J. C. (1865). A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field. Philosophical Transactions of the Royal Society of London.
Griffiths, D. J. (2017). Introduction to Electrodynamics (4th ed.). Cambridge University Press.
赵凯华, 陈熙谋. 《电磁学》 (第3版). 高等教育出版社.
注:本文内容综合电磁学经典理论与现代教材,定义与公式均符合国际标准(SI单位制),并引用原始文献及权威出版物以保障学术严谨性。
位移电流是电磁学中的重要概念,其核心定义和特性可综合如下:
位移电流是由电场变化引起的等效电流,并非实际电荷的移动。它由麦克斯韦提出,用于修正安培定律,使时变电场也能产生磁场,从而完善电磁理论体系。数学上,位移电流密度定义为电位移矢量(( mathbf{D} ))随时间的变化率: $$ mathbf{J}_d = frac{partial mathbf{D}}{partial t} $$ 总位移电流则为该密度对面积的积分: $$ I_d = iint_S frac{partial mathbf{D}}{partial t} cdot dmathbf{S} $$
特性 | 传导电流 | 位移电流 |
---|---|---|
产生原因 | 自由电荷定向移动 | 电场变化(如极化电荷位移) |
能量效应 | 产生焦耳热 | 无焦耳热 |
存在条件 | 需导体或载流子 | 可存在于真空、介质中 |
数学描述 | ( I_c = int mathbf{J} cdot dmathbf{S} ) | ( I_d = epsilon_0 frac{dPhi_E}{dt} ) |
(依据)
如需进一步了解数学推导或历史背景,可参考(360百科)和(知乎)的详细分析。
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