恆定電流的導線外部有電場嗎？如果有是什麼特點？

1樓：konglongdou

瀉藥。恆定電流外面有電場。因為必須滿足環路定理。

具體計算大佬已經發直線情況了，我就不贅述了。至於其他情況，環形的可能還能算一下，任意形狀那就讓他去吧。

2樓：歐比旺麥格雷戈

有。並且正是因為有這些電場，電能才能電源傳遞給負載。雖然電子只能在導線內部運動，但電能卻不是在導線內部傳遞的，而是通過分布在導線外的電磁場傳遞的。

下面圖中的電路裡，上面的導線（紅色）就比下面的導線（黑色）電勢高。如果乙個電荷從上面的導線的表面出發，沿著圖中畫的虛線移動到下面的導線的表面，因為起點和終點的電勢不一樣，電荷的電勢能必然發生變化。即沿著虛線走的時候必有電場力做功。

所以導線外的空間是存在電場的。當然，方向不一定是沿著圖中畫的這條虛線，但電場一定存在。

對於一般電路，很難畫出電場的形狀，因為電場的分布和導線的位置、形狀都有關係。但對於兩條平行的無限長的載有方向相反大小相等的兩條直導線，則可以求出其周圍的電場分布。如下圖所示的兩根通電無限長導線，根據對稱性我們可以知道電場只能和導線垂直。

所以在任意垂直於導線的某個橫截面上，電場看起來是下面第二張圖那樣的：（導線垂直於紙面，位於(-1,0)和(1,0)處）

粗略地將可以說電場發源於高電勢導線，終止於低電勢導線，有點類似於電荷的情形。

對於同軸導線，可以嚴格地計算出導線的電場和磁場。同軸導線就是在普通線芯和外皮之間加上絕緣介質構成的導線。導線芯和外皮承載有等大方向的電流。

同軸線載有恆定電流I時，其電場的表示式為（U是電源電壓（導線芯和外皮之間的電壓），a是導線芯的半徑，b中心到外皮的半徑），磁場的表示式。

因而同軸線的電場磁場為如下圖所示：

同軸線的電磁場只存在於導線芯和外皮之間的區域。所以同軸線可以很好地避免對周圍電器的干擾。

可以算出能流密度。

能流密度對截面積分就得到能量傳輸的功率：

上面的結果正是熟知的結果。

從同軸線的例子可以看出，儘管電子的運動都發生在導線芯和外皮裡面，但能量反而是在導線芯和外皮之間的空區域傳遞的。如果把同軸線的外皮與芯之間的空間稱作導線內部的話，同軸線是唯一一種線外沒有電場的導線。

同軸線的例子表明電能是通過導線外部的電磁場傳遞的，而不是依靠導線中的電子傳遞。