理想导体介电常数为什么不能存在？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-06-12 15:51 标签： 理想导体边界条件
关于稳恒电流对于形成的稳恒电流,导线中存在电场,为什么在电场中,电子没有加速而是匀速运动?感激涕零mvgt的回答,我还有关于理想导体的几个问题?这与我的潜意识不符,理想导体是否是一种理论模型?超导体是否就是理想导体呢?是否是因为理想导体中电势没有改变才说理想导体中不存在电场?理想电源和理想导体以及一个电阻组成的电路,是否只是电阻中有电场?非常感激前辈.后生在这里作揖了.我会再给您50分.聊表寸心.
银魂丶小猫006
其实panhifone大哥已经正确回答了问题,这里我就简单再概述一下.导体内的电流是由以下方程决定的：J=σE其中J是电流密度,E是导体内的电场,σ是电导率.当导体内部加上电场时,其内的自由电子受力而加速运动.但是,自由电子本身有热运动,研究表明,电子热运动的速度很大,并且无规则,因此它还没能完全被电场加速就已经跟导体内的其它粒子进行多次碰撞而变慢.但是,它总有朝电场反方向运动的趋势.从宏观上看,所有的自由电子均向某个方向（缓慢地）做定向匀速移动,这就形成稳衡电流了.显然,在电场一定的条件下,根据J=σE,电流的大小跟电导率σ有关.而σ由导体本身的材料以及其所处之周边环境决定,例如在相同环境下,铜的电导率就比自来水要大；又如温度越高,电导率往往又越小等等.电导率越大,电阻越小,电导率越小,电阻越大.一般来说,导体内部不同部分的电导率是不同的.楼主有此一问,皆因国内高中物理教材的电学部分写得一塌糊涂.以其昏昏,使人昭昭,焉能不惑?------------------------------------------------------对问题补充的回答：我前面可能解说得不太好,引起误解了.实际上,上述方程中的σ是指实际导体内部的某一点附近的电导率,而J则是该点附近的电流密度,其方向跟该点附近的电场强度E一致.楼主所谓的串联电路只是是一种理想模型.在该模型中,导线没有重量、没有体积,只是一条线；电阻也是没有体积,只是一个长方形.而实际的导线和电阻必定有体积,在导线和电阻的内部,电场一般不是均匀分布的,而导线和电阻的不同部分,其电导率往往不同,这是因为制作工艺、温度不均匀等原因造成的.稳衡电流是假设整个导线内部的电场强度大小相等,方向一致,于是产生了稳衡的电流.在现实中,稳衡电流根本不存在,这只是一种简化模型而已.另外切记,理想导体内部是没有电场的.
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扫描下载二维码为什么R=U/I仅适用于金属导体为什么非金属导体不行？半导体不行？
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因为有些导体电阻是变化的不同电压下 它的电阻会不同无法用R=U/I来描述而是做出伏安特性曲线 然后找出对应的I值 查出电阻
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电阻是导体自身的一种属性
与电压与电流都是没有关系的 不能说 U I决定导体的R
这个只能是理想电路中
不计电源电阻的情况下才能用半导体和某些非金属的电阻会随温度的变化而变化
半导体是温度越高电阻越低 还和电流强度不同发热的功率不同
电阻会发生相应的变化
而金属的电阻就相对比较稳定
可以用伏安法测电阻...
扫描下载二维码为什么铁、铜、银等金属能导电?
美萬齩篰璈
关于金属导体导电,经典导电理论认为,是由于金属导体内部存在大量的可以自由移动的自由电子,这些自由电子在电场力的作用下定向移动而形成电流. 1 金属原子的核外电子所有的原子均由原子核与绕核运动的核外电子构成,原子核外电子绕核运动所需的向心力由原子核与电子之间的库仑电场力提供,众多的核外电子在原子核外距核不同距离的轨道上运动,距核最近的电子,受原子核的作用力最大,电子的总能量最低,而距核最远的最外层电子,受原子核的束缚力最小,电子的势能最大,总能量最大.这最外层电子由于受束缚最小,所以它经常受邻近原子的干扰,而绕邻近原子核运动.金属原子之间就是依据这种外层电子干扰后的互绕运动形成的作用力而结合成金属体的.由于这种结合力非常小,所以金属有柔软、加热易产生形变等特点.2 洛仑兹力（或感应电场力）作用下的金属导体如果金属导体在磁场中作切割磁感线运动,则导体内部核外电子受到洛仑兹力的作用,并在这种作用下原子发生极化,产生了原子极化电动势.但不管洛仑兹力多大,它也不能对电子做功,增加电子动能,使它脱离原子核束缚,并使电子在脱离原子核束缚后,继续对它做功,在力的方向上发生加速运动形成电流.3 电压分配电场力作用下的金属导体如果金属导体两端加上一个电压,使导体内部形成一个电压分配电场,则导体内部的核外层电子在绕核运动时该受电压分配电场力的作用,该电场力对电子做了正功,使电子动能增加,有了足够的能量克服核的束缚,到了核外,变为自由电子因为原子核外电子中只有最外层电子的能量最大,要形成自由电子需克服核引力做功最小,所以,一般情况下,在导体两端加上电压,也只有最外层电子能够脱离原子核,变成自由电子.最外层电子脱离原子核的束缚需对其做功最小.形成电流后的自由电子实际也是不自由的,一方面它受到了电压分配电场力的作用,并在电场力的方向上运动,另一方面在运动过程中,并非通行无阻.原子内外空间,对于一个非常微小的电子而言,可以说是相当广阔的,原子核就好像宇宙空间的恒星,而自由电子就像在宇宙空间飞行一颗小流星,这个比喻也不是很恰当,因为流星在太空中飞行可能不会使到其他物体的阻力,但自由电子却会受阻力,这是因为原子核外的空间并不是什么也没有,而是还绕行着内层电子,而且这些金属的内层电子的数量要远比形成自由电子的最外层电子多得多,我们不妨把这些原子的内层电子形成的屏障称为电子云气.电子云气带有负电,自由电子也带负电,所以,自由电子要在电子云气中穿梭形成电流,必然受到电子云气的阻力作用.在稳定电流形成后,如果把导体两端的电压突然撤去,导体内部电场消失,自由电子失去了电场力的作用,作用在它上的只有阻力,于是电子作减速运动,速度很快减小为零.而后在原子核的引力的作用下,重新回到原子核外层相应的轨道上作绕核运动.4 欧姆定律与电阻定律在电流流动过程中,由于电子云气对自由电子的阻力,对电流的流动形成了一定的阻碍,也就产生了导体的电阻.必须说明的是,自由电子在运动过程中受到的阻力并不等于导体的电阻,自由电子受到阻力大,并不意味着导体的电阻大,反之,导体的电阻大,也同样不等于说自由电子定向移动时受的阻力就大.5 能量转化与焦耳定律当导体两端刚加上电压,电场力对原子核最外层电子做正功,以克服原子核的束缚力,但由于电场力克服原子核的束缚力做功远远小于电流长期流动克服电子云气阻力做的功,所以,克服原子核束缚所做的功是十分微小,可以忽略的.自由电子在加速过程中,电场力也对其做了正功,但也因为电子加速时间非常短,运动位移非常小（这里不作论述）,所以,电场力做也非常小,也可以忽略.所以自由电子形成电流后,电场主要能量损耗在于克服电子云气做功.6 通电导体在磁场中运动上面分析中电流通过导体时只克服电子云气做功,电子云气对自由电子的阻碍表现为电阻,所以这样导体称为纯电阻导体,电路中只有纯电阻导体的电路称为纯电阻电路.由以上各式可知,纯电阻电路把电功转化为热能.但是,通电导体在磁场中会受到磁场力（安培力）的作用, ,在此力作用下,导体开始加速运动,切割磁感线,使导体内原子发生极化,产生极化电动势,导体两端感应电动势形成,会在其他外部导体部分产生一个电场,对流过的自由电子产生阻力,为了克服该阻力,电流遂在导体内部产生了一个与电流方向相同的电压分配电场,使该电场与感应电动势产生的电场相抵消,因此保持了电流的稳定,也在导体两端产生了电压,该电压大小正好与感应电动势相等,方向相反.这样电压分配电场力要克服感应电动势产生的阻力做功,消耗电能,这些能量转化为安培力对外界做功,以机械能形式出现.如果放入磁场中的导体不是理想导体,那么,电场力不但要克服感应电动势而做功,而且克服电子云气的阻力而做功,所以,电能有一部分转化为机械能形式,也有一部分转化为热能.7电流流通后的电源电流流通之后,电源内部发生了什么样变化?由于非静电力只能使原子发生极化,使电源产生电动势,但非静电力并不能对电子做功,也不能使外层电子克服原子核的束缚,成为自由电子,更不能使电子定向移动形成电流,那么,电源内部的电流是怎样形成的呢?在电源内要形成电流,除了要使外层电子克服原子核的束缚外,同样需要克服电子云气阻力做功,非静电没有这样的功能,所以,必须在电源内产生一个由电源负极指向正极的电压分配电场,外层电子就是在这个电场力的作用形成电流,并在电源内部产生电压降,该电压降电源负极电位高于正极电位,即方向从负极指正极,与电源电动势方向相反.
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