稳定的电流，理论

电磁学稳定的电流

电流保护是自然的基本定律，以方程式形式表示

^（1）

在哪里是当前的密度向量和是空间电荷密度。
在稳定电流或直流电流（DC）的重要特殊情况下，它认为

^（2）

因此，直接电流的方程是

^（3）

该方程在数学上与自由空间中静电的方程式相似。此外，就像静电案例一样，麦克斯韦的方程意味着电场是无关（无卷曲）的附加要求

^（4）

这是说明稳定电流理论的另一种方式，没有电磁诱导。

当前密度与电场成正比的材料由称为欧姆定律的宪法方程式描述

^（5）

在哪里电导率表示为

在哪里分别表示电荷载体的迁移率，数量密度和电荷。那么当前密度可以被重写为

在哪里是电荷载体的漂移或平均速度。

在诸如铜线之类的导体中，电荷接入器（电子）的漂移速度每秒低至几微米，这明显小于电能的流速（接近光速速度）。

在各向异性材料的情况下，电导率可以是3 x-3张量

^（6）

这意味着对于某些材料，场和电流密度向量可能无法完全对齐。

欧姆定律通常用于良好的导体，例如金属，其中电流主要由电子携带。对于半导体材料的绝缘体，欧姆定律可能不足，需要更高级的模型。

使用电势，在欧姆定律描述的材料中稳定电流的基本方程式变成

^（7）

螺旋感应器中的电流密度，其中左侧和右边界之间应用电势差。左侧的图片显示了电感器表面上的当前密度幅度值。右侧的图片显示了平面上切割结构的当前密度幅度值。蓝色和红色分别代表低和高幅度值。在右侧的图片中，箭头显示当前密度的方向。电流采取最短路径的趋势是结构内角的红色区域。

稳定电流的理论类似于静电。下表中总结了最重要的方程式：

方程名称	差异形式	积分形式	边界条件
当前的保护
法拉第定律（稳定电流）

法拉第定律在稳定电流理论中的含义与静电的含义相同。当前保护方程式的含义可以用文字总结如下：

方程名称	差异形式	积分形式	边界条件
当前的保护	收费不能被创造或破坏	通过封闭表面的总电流等于零；这是基尔乔夫当前的电路定律的领域	电流密度的正常成分是连续的

上述稳定电流的理论不会引用任何磁场。但是，始终将磁场作为稳定电流的副作用产生。由于其固定性质，该磁场不会诱导任何二级电流（涡流），并且一旦已知稳定电流，磁场就会充分确定。稳定电流产生的磁场可以计算，例如，从Maxwell -Ampère定律的固定版本中计算

请注意，通过采取该方程式的差异，电流方程的保护以固定形式恢复

用于音量，在现场数量方面的功率损失是

电源密度定义为

在导体中，该功率转换为热量，并称为电阻或者欧姆损失。

出版：2021年1月15日
最后修改：2021年1月15日

多物理环状体