
【電】 field current
field; a level open space; scene
【化】 field
【醫】 field; plant
electric current; electrical current; electricity
【計】 I
【化】 current; electric current; electric current (strength)
【醫】 current; electric current; rheo-
場電流(Field Current)在電磁學中特指由變化的電場産生的等效電流,是麥克斯韋方程組中位移電流的核心組成部分。其物理意義與數學表達如下:
中文術語:場電流(chǎng diànliú)
英文術語:Displacement Current(位移電流)
該概念由詹姆斯·麥克斯韋于19世紀提出,用于完善安培定律,揭示變化的電場可激發磁場,與傳導電流共同構成閉合磁場的源 。
物理本質:
當電場隨時間變化時(如電容器充電過程),即使無電荷定向移動(傳導電流為零),變化的電場等效為一種“電流”,即場電流。其數學描述為:
$$ J_d = frac{partial boldsymbol{D}}{partial t} $$
其中 (boldsymbol{D}) 為電位移矢量((boldsymbol{D} = varepsilon boldsymbol{E})),(varepsilon) 為介電常數 。
麥克斯韋修正安培定律(Maxwell-Ampère Law),引入場電流項:
$$
abla times boldsymbol{B} = mu_0 left( boldsymbol{J_c} + varepsilon_0 frac{partial boldsymbol{E}}{partial t} right) $$
式中:
意義:該方程預言電磁波的存在,奠定無線電通信的理論基礎。
電容器電路:
交流電路中,電容器極闆間無電荷遷移,但變化的電場産生場電流,形成閉合電流回路(圖1)。
公式:( I_d = C frac{dV}{dt} ),其中 (C) 為電容,(V) 為電壓 。
電磁波傳播:
場電流與磁場變化相互激發,形成自維持的電磁波(如光波、射頻信號),其傳播無需介質 。
Griffiths, D. J. Introduction to Electrodynamics (4th ed.). Cambridge University Press. (第7章詳述位移電流的推導與實驗驗證)
Jackson, J. D. Classical Electrodynamics (3rd ed.). Wiley. (第6章讨論場電流在邊界條件中的應用)
注:術語“場電流”在工程語境中偶指電機勵磁電流(Field Excitation Current),但電磁學标準定義以位移電流為準。實際使用需依上下文區分 。
關于“場電流”的解釋,綜合搜索結果可歸納如下:
場電流通常指由磁場變化在閉合回路中産生的感應電流。當磁場強度隨時間變化時,根據法拉第電磁感應定律,導體中會形成電動勢,從而驅動電荷定向移動形成電流。
常見于發電機、變壓器等電磁設備中,通過磁場變化實現機械能與電能的相互轉換。
注:由于“場電流”這一術語在權威文獻中使用較少,更多場景下會使用“感應電流”或“渦電流”等表述。建議結合電磁學教材或專業文獻進一步驗證相關概念。
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