电流密度平行于电子运动速度,是名副其实的矢量其中, 是电子数密度, 是电子电荷,负号表示由于电子带负电,电流密度方向和电子运动方向相反 中学中所学到的电流,更恰当的定义是其中代表微元, 也可以写成, 代表面积微元的大小,是个标量, 代表面积微元的法向,因此面积微元也是个矢量,中间的乘积是点乘,点乘的结果就是个标量,就像功的定义 也是两个矢量点乘成标量 最后积分一下 电流和电流密度,一个是宏观描述,一个是微观描述,到了大学中,使用的环境也是不一样的 在电磁场课程中,用的是电流密度;在电路相关课程中,用的是电流 基尔霍夫定律也可以有两种表达方式,但是微观描述是更基本的、更物理的 欧姆定律的微观形式是: 是电导率,在一般导体中是标量, 是电场强度,当然是矢量 -----------------------------------------我是分割线--------------------------------------------------------- 既然被果壳问答微博采用了,我就补充一个不用数学公式表达的回答吧。 电流之所以又是“标量”,又有“方向”,是因为涉及到一个概念:“穿过某个面”。电流是“穿过电线的横截面”的电流密度(这是描述电荷运动的量,由上述可知,和速度一样是矢量)的积分。这里涉及到的“穿过”,是一个带有明显方向意味的表述。很显然,“穿过”分很多种情况,有可能是“穿出”,也有可能是“穿进”,还有可能是擦着边儿“掠过”,这些情况所对应的物理意义当然是不一样的,所以需要对这种“穿过”的状态给一个物理量来描述,数学上就找到了上述矢量“面积微元”。我们通常所说的电流方向,一定是和这个量的方向相关的。但是计算出来的电流又叫电流强度,可见是个标量。 与这个量相类似的,还有中学里涉及到的磁通量,它的表述就是“穿过某个横截面”的磁感线的“条数”,“条数”当然是标量,但是磁通量和“磁场”这个矢量以及表征“横截面”的矢量都有关系,只不过教学上很清楚,因此不会有人把磁通量误认为成矢量。 所以,你不用电子运动这个概念,而用 来定义,就更明显了,与磁通量类似的表述就是“电流强度是指单位时间内通过导线横截面的电荷的数目”。
电流密度是矢量,电流是标量,电流只有正负而没有各个方向,即使有些物理量看似有方向但如果不遵从矢量合成法则(平行四边形法则)则仍是标量。
矢量:既有大小又有方向的物理量,方向指的是空间方向
对电流也需要按照矢量的计算规则,可进行空间方向的计算,因而是矢量
但对同一根导线内的电流来说,每一瞬间内的电流只能是单向的,即只具有一个方向
因而可以说导线中电流是标量
标量,只要是矢量都能用平行四边形定则(老师讲的)