電流密度

電流密度描述電路中某點電流強弱和流動方向的物理量。它是矢量，其大小等於單位時間內通過某一單位面積的電量，方向向量為單位面積相應截面的法向量，指向由正電荷通過此截面的指向確定。 定義公式：J=I/S

電流密度
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中文名稱：電流密度

外文名稱：Current density

性質：矢量

文字表示 ：J

定義公式：J=I/S

單位：安培每平方米，記作A/㎡

物理意義：表示電流強弱和流動方向

目錄

基本介紹

描述電路中某點電流強弱和流動方向的物理量。它是矢量，其大小等於單位時間內通過某一單位面積的電量，方向向量為單位面積相應截面的法向量，指向由正電荷通過此截面的指向確定。導線中不同點上與電流方向垂直的單位面積上流過的電流不同，為了描寫每點的電流情況，有必要引入一個矢量場——電流密度J。每點的J的方向定義為該點的正電荷運動方向，J的大小則定義為過點並與J垂直的單位面積上的電流。單位：安培每平方米，記作A/㎡。公式：J=I/S

公式

公式：J=I/S

I和J都是描寫電流的物理量，I是標量，描寫一個面的電流情況，J是矢量場，描寫每點的電流情況，

電流密度時常可以近似為與電場成正比，以方程表達為J=σE ；其中，E 是電場，J 是電流密度，σ是電導率，是電阻率的倒數。

相關知識點

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對於電力系統和電子系統的設計而言，電流密度是很重要的。電路的性能與電流量緊密相關，而電流密度又是由導體的物體尺寸決定。例如，隨着集成電路的尺寸越變越小，雖然較小的元件需要的電流也較小，為了要達到芯片內含的元件數量密度增高的目標，電流密度會趨向於增高。

在高頻頻域，由於趨膚效應，傳導區域會更加局限於表面附近，因而促使電流密度增高。

電流密度過高會產生不理想後果。大多數電導體的電阻是有限的正值，會以熱能的形式消散功率。為了要避免電導體因過熱而被熔化或發生燃燒，並且防止絕緣材料遭到損壞，電流密度必須維持在過高值以下。假若電流密度過高，材料與材料之間的互連部分會開始移動，這現象稱為電遷徙（electromigration）。在超導體里，過高的電流密度會產生很強的磁場，這會使得超導體自發地喪失超導性質。

對於電流密度所做的分析和觀察，可以用來探測固體內在的物理性質，包括金屬、半導體、絕緣體等等。在這科學領域，材料學家已經研究發展出一套非常詳盡的理論形式論，來解釋很多機要的實驗觀察。

安培力定律描述電流密度與磁場之間的關係。電流密度是安培力定律的一個重要參數 。

在變壓器設計中，不同鐵芯大小，不同溫升，不同的壓降要求，不同的散熱條件電流密度都會不同，不能認為多大的線徑允許多大的電流密度是一個定值,

電流強度和電流密度的關係

電流密度是指電流的密集程度,例如面積1平方毫米的導線通過了1安培的電流,它的電流密度就是1A/mm^2。

而電流強度只是電流的大小與導線橫截面積無關,比如電流10安培,不管是10安培電流通過多粗的導線,它的電流強度都是10安培。

例如通過面積徑1平方毫米的導線有10安培的電流和通過10平方毫米的導線有10安培的電流,它們的電流強度是一樣的,都是10安培,但是電流密度不一樣,當然是1平方毫米的導線中電流密度大.對於某種材料製成的導線,一般都是說能夠承受多大的電流密度,而不是多大的電流強度。因為不同粗細的導線,能夠承受的電流強度是不同的,肯定是越粗的導線可以承受的電流強度越大。但是電流密度就不一樣了,無論導線粗細多少,它能承受的電流密度差別不大。

電流密度是一種度量，以向量的形式定義，其方向是單位面積相應截面的法向量，其大小是單位截面面積的電流。採用國際單位制，電流密度的單位是「安培/平方公尺」

相關視頻

1、電流與電流密度

2、電流的形成知識