
【电】 field current
field; a level open space; scene
【化】 field
【医】 field; plant
electric current; electrical current; electricity
【计】 I
【化】 current; electric current; electric current (strength)
【医】 current; electric current; rheo-
场电流(Field Current)在电磁学中特指由变化的电场产生的等效电流,是麦克斯韦方程组中位移电流的核心组成部分。其物理意义与数学表达如下:
中文术语:场电流(chǎng diànliú)
英文术语:Displacement Current(位移电流)
该概念由詹姆斯·麦克斯韦于19世纪提出,用于完善安培定律,揭示变化的电场可激发磁场,与传导电流共同构成闭合磁场的源 。
物理本质:
当电场随时间变化时(如电容器充电过程),即使无电荷定向移动(传导电流为零),变化的电场等效为一种“电流”,即场电流。其数学描述为:
$$ J_d = frac{partial boldsymbol{D}}{partial t} $$
其中 (boldsymbol{D}) 为电位移矢量((boldsymbol{D} = varepsilon boldsymbol{E})),(varepsilon) 为介电常数 。
麦克斯韦修正安培定律(Maxwell-Ampère Law),引入场电流项:
$$
abla times boldsymbol{B} = mu_0 left( boldsymbol{J_c} + varepsilon_0 frac{partial boldsymbol{E}}{partial t} right) $$
式中:
意义:该方程预言电磁波的存在,奠定无线电通信的理论基础。
电容器电路:
交流电路中,电容器极板间无电荷迁移,但变化的电场产生场电流,形成闭合电流回路(图1)。
公式:( I_d = C frac{dV}{dt} ),其中 (C) 为电容,(V) 为电压 。
电磁波传播:
场电流与磁场变化相互激发,形成自维持的电磁波(如光波、射频信号),其传播无需介质 。
Griffiths, D. J. Introduction to Electrodynamics (4th ed.). Cambridge University Press. (第7章详述位移电流的推导与实验验证)
Jackson, J. D. Classical Electrodynamics (3rd ed.). Wiley. (第6章讨论场电流在边界条件中的应用)
注:术语“场电流”在工程语境中偶指电机励磁电流(Field Excitation Current),但电磁学标准定义以位移电流为准。实际使用需依上下文区分 。
关于“场电流”的解释,综合搜索结果可归纳如下:
场电流通常指由磁场变化在闭合回路中产生的感应电流。当磁场强度随时间变化时,根据法拉第电磁感应定律,导体中会形成电动势,从而驱动电荷定向移动形成电流。
常见于发电机、变压器等电磁设备中,通过磁场变化实现机械能与电能的相互转换。
注:由于“场电流”这一术语在权威文献中使用较少,更多场景下会使用“感应电流”或“涡电流”等表述。建议结合电磁学教材或专业文献进一步验证相关概念。
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