光速是3×10多少比方

# 三個熱身問題

（1）電的傳導速度是多少？

（2）電路導通後，電子的移動速度大概是什麼量級？

（3）電流為什麼有磁效應？

# 熱身問題答案

（1）電的傳導速度是光速，約等於3×10的8次方m/s。

（2）電子的移動速度不足0。1㎜/s。

那約等於3×10的8次方m/s的電傳導速度怎麼達到的？

想像一下：一列隊伍，你喊了一句齊步走，雖然每個人走的很慢，但隊伍從頭到尾都動起來了。瞬間建立起的電場就等同於你喊的齊步走。

（3）因為相對論。一般相對論都是在高速運動下要考慮，低速，尤其是不足0。1㎜/s的速度，似乎不應該跟相對論扯上關係。但實際上因為導體單位長度內有數量龐大的電子，相對論效應不容忽略。磁場的本質就是相對論效應下的電場。

# 啥是電流？

初中物理書上就告訴我們，電荷的定向移動，形成電流。

# 移動的電荷有哪些？

（1）金屬中的自由電子。形成傳導電流。

（2）電解液中的正負離子。形成電解電流

（3）半導體中的電子和空穴。形成傳導電流。

（4）真空中的電子或離子。形成對流電流。

# 位移電流又是個啥東東？

剛才定義的電流都是實實在在的電荷的移動。

但想像一下將一個電容接在交流回路里，導線內是有實實在在的電流的，那極板之間發生了什麼？

電磁波傳遞出去了，是電場和磁場耦合著傳遞出去的。磁場是電流產生的，空間沒導線沒電源的，哪來的電流？

以上兩個例項，都存在著一種與實實在在電流所起作用一樣的物理量，就是電位移在某個曲面上積分的時間變化率，即位移電流。見上一集方程8。

# 電流是連續的嗎？

目前發現且被證實的最小帶電粒子是電子。雖然有理論說有帶分數電子電荷的粒子，叫夸克，但尚未試驗證實。所以如果你以電子尺寸考察，電流是不連續的。但電子數目巨大，所以我們總是把電荷密度平滑化，用連續函式去研究它。

就像讓你說自來水是連續的還是離散的。你要一杯水容易，你若只要一個水分子，一般人還真做不到。

# 電荷守恆又是咋回事？

就是電荷既不會憑空出現，也不會憑空消失。即便一個正在流有電流的導線，內部電荷也是呈電中性的，電子數目和帶正電的質子數目是相同的，正負電荷為零。基爾霍夫電流定律講，在一個節點，流進的等於流出的。

當我們以集總引數處理，是這樣的。在非集總引數電路里，實際上一點的電荷密度是會有積聚的，對時間的變化率不等於零。為了滿足等於零的要求，所以才有了位移電流。

平時大家見的供電傳輸線，就不能用集總引數處理，要用分佈引數處理。

就是你家水管子，也不是進了多少水就會出來多少水。管壁會不會存？這個例子不是特別恰當。實際上傳輸線線間，線對地，都有分佈電容，電壓有變化，就有位移電流。