今天带你重新认识电流热运动的定义( 二 )

其中为阿佛加德罗常数。查得铜的密度，代入得的值大约为个/立方米。
设铜导线的半径为 =0.8mm，流过的电流为15A，=1.6 C，计算得电子的漂移速度为
可见，电子的漂移速度的确非常小。
对于研究电路的人来说，以上，就是电流的完整定义。
但在物理上，上述电流的定义其实只是一种狭义的定义。更一般的电流并非局限于导体中，只要是电荷的运动就是电流。比如氢原子的电子绕着原子核运动时，就在其轨道上形成了电流。

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设电子带电量为，运动的周期为。那么每经过的时间，就有这么大的电荷量穿过回路上的任意截面，于是电流强度为根据周期与频率以及角速度的关系，该电流也可表示为
再例如，一个带电的金属盘，绕轴旋转，也形成不同半径的环电流。

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这种电流不是一般的传导电流，不能产生焦耳热！不能形成真实的电路。
要不然，你给我算算氢原子的电子每秒产生多少焦耳热？
实际上，真空中的电流不满足欧姆定律。因为，对真空中带电粒子运动形成的电流来说，载流子并不受到类似于金属中的晶格的碰撞，因此真空没有电阻也没有电导。
电荷的运动产生电流，而电荷本身要激发电场，这容易造成一种误解，很多人因此认为形成电流的带电粒子的电场必定显露出来。但实际上，对一般导体中的传导电流来说，载流子是在大量带正电的金属离子组成的背景上流动的，导体本身是中性的！
往往我们将此类特殊的电流称之为一种“等效电流”，这里的等效指的是，它与普通的传导电流同等地产生磁场！

温馨提示：不要将此处的“等效电流”与电路分析中的“等效电路”搞混了

实际上，我们最开始学磁场的时候，毕奥-萨法尔定律中的电流就是包含这种等效电流的广义电流。而麦克斯韦方程组中的传导电流当然也是指广义电流。
学过光电效应的人知道，光电子从阴极漂移到阳极的过程中，如果忽略空气的影响，这段电流就是电荷在真空中的运动导致的，没有电阻，因此不受欧姆定律的约束。
那么，物理学中的电流就这些吗？
非也！还有两种，分别是磁化电流和位移电流。
它们也是两种等效电流，顾名思义，也都是为解释磁性而引入的。换句话说，它们已经脱离了“电荷运动”这一电流的基本特征了！
那就奇了！连电荷运动都没有，何故可被称之为电流？
【今天带你重新认识电流热运动的定义】先别急，且听我慢慢道来。
先来看磁化电流。
人们发现磁是电的运动导致的（暂不考虑自旋这种内禀性质对磁性的解释），为了解释天然磁性，法国物理学家安培提出了“分子环流”假说。

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如下图所示，任何一个原子或分子，都可以看作有电荷绕着中心旋转，总体形成一个微小的环电流，即“分子环流” 。

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根据电流激发磁场的规律，这个分子环流将产生一个叫做磁矩的物理量。它的大小为分子环流包围的面积乘以分子环流的等效电流，方向与环流方向成右手螺旋关系，即
很显然，磁矩的方向正好沿环流形成的磁场的方向。

今天带你重新认识电流 热运动的定义( 二 )

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