电流密度

电流密度描述电路中某点电流强弱和流动方向的物理量。它是矢量，其大小等于单位时间内通过某一单位面积的电量，方向向量为单位面积相应截面的法向量，指向由正电荷通过此截面的指向确定。 定义公式：J=I/S

电流密度
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中文名称：电流密度

外文名称：Current density

性质：矢量

文字表示 ：J

定义公式：J=I/S

单位：安培每平方米，记作A/㎡

物理意义：表示电流强弱和流动方向

目录

基本介绍

描述电路中某点电流强弱和流动方向的物理量。它是矢量，其大小等于单位时间内通过某一单位面积的电量，方向向量为单位面积相应截面的法向量，指向由正电荷通过此截面的指向确定。导线中不同点上与电流方向垂直的单位面积上流过的电流不同，为了描写每点的电流情况，有必要引入一个矢量场——电流密度J。每点的J的方向定义为该点的正电荷运动方向，J的大小则定义为过点并与J垂直的单位面积上的电流。单位：安培每平方米，记作A/㎡。公式：J=I/S

公式

公式：J=I/S

I和J都是描写电流的物理量，I是标量，描写一个面的电流情况，J是矢量场，描写每点的电流情况，

电流密度时常可以近似为与电场成正比，以方程表达为J=σE ；其中，E 是电场，J 是电流密度，σ是电导率，是电阻率的倒数。

相关知识点

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对于电力系统和电子系统的设计而言，电流密度是很重要的。电路的性能与电流量紧密相关，而电流密度又是由导体的物体尺寸决定。例如，随着集成电路的尺寸越变越小，虽然较小的元件需要的电流也较小，为了要达到芯片内含的元件数量密度增高的目标，电流密度会趋向于增高。

在高频频域，由于趋肤效应，传导区域会更加局限于表面附近，因而促使电流密度增高。

电流密度过高会产生不理想后果。大多数电导体的电阻是有限的正值，会以热能的形式消散功率。为了要避免电导体因过热而被熔化或发生燃烧，并且防止绝缘材料遭到损坏，电流密度必须维持在过高值以下。假若电流密度过高，材料与材料之间的互连部分会开始移动，这现象称为电迁徙（electromigration）。在超导体里，过高的电流密度会产生很强的磁场，这会使得超导体自发地丧失超导性质。

对于电流密度所做的分析和观察，可以用来探测固体内在的物理性质，包括金属、半导体、绝缘体等等。在这科学领域，材料学家已经研究发展出一套非常详尽的理论形式论，来解释很多机要的实验观察。

安培力定律描述电流密度与磁场之间的关系。电流密度是安培力定律的一个重要参数 。

在变压器设计中，不同铁芯大小，不同温升，不同的压降要求，不同的散热条件电流密度都会不同，不能认为多大的线径允许多大的电流密度是一个定值,

电流强度和电流密度的关系

电流密度是指电流的密集程度,例如面积1平方毫米的导线通过了1安培的电流,它的电流密度就是1A/mm^2。

而电流强度只是电流的大小与导线横截面积无关,比如电流10安培,不管是10安培电流通过多粗的导线,它的电流强度都是10安培。

例如通过面积径1平方毫米的导线有10安培的电流和通过10平方毫米的导线有10安培的电流,它们的电流强度是一样的,都是10安培,但是电流密度不一样,当然是1平方毫米的导线中电流密度大.对于某种材料制成的导线,一般都是说能够承受多大的电流密度,而不是多大的电流强度。因为不同粗细的导线,能够承受的电流强度是不同的,肯定是越粗的导线可以承受的电流强度越大。但是电流密度就不一样了,无论导线粗细多少,它能承受的电流密度差别不大。

电流密度是一种度量，以向量的形式定义，其方向是单位面积相应截面的法向量，其大小是单位截面面积的电流。采用国际单位制，电流密度的单位是“安培/平方公尺”

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