
自由电流并非自由自在,而是指在没有任何外部影响下,电荷自由移动所形成的电流。电流的流动方向是由正电荷向负电荷,这是根据电荷的定向移动确定的。外加电流通常指的是在外部作用下,比如电压施加的情况下,电路中增加的电流。
在电磁学中,麦克斯韦提出的全电流定律包含了三种电流:传导电流、位移电流和运流电流。
1. 传导电流:这是我们在日常生活中最常见的电流形式,比如通过导线的电流。它是由电荷载流子(如电子)在导体内因电场作用而移动形成的。
2. 位移电流:这种电流出现在电容器中。当电容器的一端施加交变电场时,虽然看似电流在流动,但实际上并没有电荷的迁移。位移电流是由电场变化导致的电容器板间介质的极化效应。
3. 运流电流:这种电流是在强电场作用下,两个电极板间的空间被击穿后形成的。例如,在日光灯管中,当高压击穿汞蒸气时,汞蒸气电离产生离子,这些离子携带电子从一端移动到另一端,形成电流。
以上提到的位移电流和运流电流,是麦克斯韦为了解释电场在微观层面上的动态行为而引入的概念。它们确保了欧姆定律在微观尺度上的成立,并丰富了电磁学的基本理论。