- 中文名
- 电流
- 外文名
- electric current
- 表达式
- I=dq/dt
- 提出者
- 安德烈·玛丽·安培
- 应用学科
- 物理学
研究历史
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乔治·西蒙·欧姆
欧姆发现了电阻中电流与电压的正比关系，即著名的欧姆定律。欧姆还证明了导体的电阻与其长度成正比，与其横截面积和传导系数成反比，以及在稳定电流的情况下，电荷不仅在导体的表面上，而且在导体的整个截面上运动。为纪念欧姆在电学上的重要贡献，国际物理协会将电学中电阻的单位命名为欧姆，用希腊字母欧米伽（Ω）来作为电阻的符号。欧姆的名字也被用于其他物理及相关技术内容中，比如“欧姆接触”“欧姆杀菌”“欧姆表”等。 [4]
安德烈·玛丽·安培
科学成就：
1．安培最主要的成就是1820年~1827年对电磁作用的研究。
①发现了安培定则
奥斯特发现电流磁效应的实验，引起了安培注意，使他长期信奉库仑关于电、磁没有关系的信条受到极大震动，他全部精力集中研究，两周后就提出了磁针转动方向和电流方向的关系及从右手定则的报告，以后这个定则被命名为安培定则。 [5]
②发现电流的相互作用规律
接着他又提出了电流方向相同的两条平行载流导线互相吸引，电流方向相反的两条平行载流导线互相排斥。对两个线圈之间的吸引和排斥也作了讨论。 [5]
③发明了电流计
安培还发现，电流在线圈中流动的时候表现出来的磁性和磁铁相似，创制出第一个螺线管，在这个基础上发明了探测和量度电流的电流计。 [5]
他根据磁是由运动的电荷产生的这一观点来说明地磁的成因和物质的磁性。提出了著名的分子电流假说。安培认为构成磁体的分子内部存在一种环形电流——分子电流。由于分子电流的存在，每个磁分子成为小磁体，两侧相当于两个磁极。通常情况下磁体分子的分子电流取向是杂乱无章的，它们产生的磁场互相抵消，对外不显磁性。当外界磁场作用后，分子电流的取向大致相同，分子间相邻的电流作用抵消，而表面部分未抵消，它们的效果显示出宏观磁性。安培的分子电流假说在当时物质结构的知识甚少的情况下无法证实，它带有相当大的臆测成分；在今天已经了解到物质由分子组成，而分子由原子组成，原子中有绕核运动的电子，安培的分子电流假说有了实在的内容，已成为认识物质磁性的重要依据。 [5]
安培做了关于电流相互作用的四个精巧的实验，并运用高度的数学技巧总结出电流元之间作用力的定律，描述两电流元之间的相互作用同两电流元的大小、间距以及相对取向之间的关系。后来人们把这定律称为安培定律。安培第一个把研究动电的理论称为“电动力学”，1827年安培将他的电磁现象的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中。这是电磁学史上一部重要的经典论著。为了纪念他在电磁学上的杰出贡献，电流的单位“安培”以他的姓氏命名。 [5]
安培还是发展测电技术的第一人，他用自动转动的磁针制成测量电流的仪器，以后经过改进称电流计。 [5]
安培在他的一生中，只有很短的时期从事物理工作，可是他却能以独特的、透彻的分析，论述带电导线的磁效应，因此我们称他是电动力学的先创者，他是当之无愧的。 [5]
理论
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欧姆定律
其中
在物理学理论中，用电流密度来表示电流更加常见，电流密度的定义是单位横截面积的电流，数学表达式是
用电流密度和电场表示的欧姆定律是
串联与并联
在串联电路中，通过各元件电流相等，总电压是各元件两端电压之和；在并联电路中，各元件两端电压相等，电路的总电流是各分路电流之和。因此在串联电路中，总电阻是
推广到交流电路，也有类似关系。令
在并联电路中
焦耳热
焦耳热是电路中能量耗散的过程，电流的功转化成了电路的内能。詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（James Prescott Joule）在1841年研究了电流的热效应。他将一段电线浸入水中，并测量固定时间内水温的升高。通过改变电流和电阻，他得到了一个关系：电流的热功率与电流的平方与电阻成正比。实际上，电流的热功率等于电流的平方乘电阻
基尔霍夫定律
1. 流过任意节点的电流为0，即流入和流出的电流相等。
2. 任何闭合回路的电压为0。
交流电
电感
类似电阻的定义，感抗是交流电压与电流之比，即
交流电频率越高或者电感越高，感抗越高，通过电感频率非常高的那部分电流我们可以认为已被“滤除”。因此电感在交流电路中有过滤高频信号的作用。
电容
类似电阻的定义，容抗是交流电压与电流之比，即
其中
电流产生磁场
安培定理描述了电流产生磁场的机制。安培定律是：对磁场进行环路积分的值等于穿过环路的电流，数学表达式是：
积分是环路积分。这个方程微分形式是：
位移电流
麦克斯韦发现了位移电流，描述了变化的电场也会产生磁场，这体现在对安培定理的修正上，即第四个麦克斯韦方程
实际上，位移电流并不是一种电流，而是一种效应。考虑一组极板组成的电容器充电的过程，当电流流过第一个极板时，会有电荷在极板上聚集，然后在另一个极板上会出现符号相反的感应电荷，这些电荷会顺着连在极板上的导线流出。整个过程在两块极板没有接触，中间并没有产生电流。
磁介质中的电流
对于一个磁化的物体，磁矢势的计算公式是
注意到
分析上式的物理意义，我们可以看到第一项中表示的是体电流的作用
第二项表示的是面电流的作用
在电磁介质中，电流密度可以分成三部分：自由电荷的电流
测量仪器
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电流表
先把电流表的指针调到0的位置。把电流表线柱接在干电池的正极。电流表的负接线柱接到能量最大值的5A接线柱（很强的电流通过时，其他的柱会被破坏掉）。如果连接5A的接线柱指针不动时，依次试着连接500mA、50mA的接线柱。
具体使用方法如下： [2]
- 1.电流表要与被测用电器串联。 [2]
- 2.正负接线柱的接法要正确：使电流从正接线柱流入，从负接线柱流出，俗称正进负出。 [2]
- 3.
- 4.因为电流表内阻太小（相当于导线），所以绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上。 [2]
- 5.确认使用的电流表的量程。 [2]
- 6.确认每个大格和每个小格所代表的电流值。 [2]
钳形表
钳形电流表（简称钳表），是集电流互感器与电流表于一身的仪表，其工作原理与电流互感器测电流是一样的。钳形表是由电流互感器和电流表组合而成。电流互感器的铁心在捏紧扳手时可以张开，被测电流所通过的导线可以不必切断就可穿过铁心张开的缺口，当放开扳手后铁心闭合。穿过铁心的被测电路导线就成为电流互感器的一次线圈，其中通过电流便在二次线圈中感应出电流。从而使二次线圈相连接的电流表便有指示——测出被测线路的电流。 [3]
对人体伤害
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造成触电伤亡的主要因素一般有以下几方面：
1．通过人体电流的大小。根据电击事故分析得出：当工频电流为0.5～1mA时，人就有手指、手腕麻或痛的感觉；当电流增至8～10mA时，针刺感、疼痛感增强发生痉挛而抓紧带电体，但终能摆脱带电体；当接触电流达到20～30mA时，会使人迅速麻痹不能摆脱带电体，而且血压升高，呼吸困难；电流为50mA时，就会使人呼吸麻痹，心脏开始颤动，数秒钟后就可致命。通过人体电流越大，人体生理反应越强烈，病理状态越严重，致命的时间就越短。 [6]
2．通电时间的长短。电流通过人体的时间越长后果越严重。这是因为时间越长，人体的电阻就会降低，电流就会增大。同时，人的心脏每收缩、扩张一次，中间有0.1s的时间间隙期。在这个间隙期内，人体对电流作用最敏感。所以，触电时间越长，与这个间隙期重合的次数就越多，从而造成的危险也就越大。 [6]
3．电流通过人体的途径。当电流通过人体的内部重要器官时，后果就严重。例如通过头部，会破坏脑神经，使人死亡。通过脊髓，会破坏中枢神经，使人瘫痪。通过肺部会使人呼吸困难。通过心脏，会引起心脏颤动或停止跳动而死亡。这几种伤害中，以心脏伤害最为严重。根据事故统计得出：通过人体途径最危险的是从手到脚，其次是从手到手，危险最小的是从脚到脚，但可能导致二次事故的发生。 [6]
4．电流的种类。电流可分为直流电、交流电。交流电可分为工频电和高频电。这些电流对人体都有伤害，但伤害程度不同。人体忍受直流电、高频电的能力比工频电强。所以，工频电对人体的危害最大。 [6]
5．触电者的健康状况。电击的后果与触电者的健康状况有关。根据资料统计，肌肉发达者、成年人比儿童摆脱电流的能力强，男性比女性摆脱电流的能力强。电击对患有心脏病、肺病、内分泌失调及精神病等患者最危险。他们的触电死亡率最高。另外，对触电有心理准备的，触电伤害轻。 [6]
