电流

电流

外文名	Electric Current
符号	$I$
单位	安培 (Ampere, A)
测量工具	电流表、万用表、电流探头

电流（Electric Current）是指电荷的有规则定向运动。在电路中，电流的大小被称为电流强度，定义为单位时间内通过导体某一横截面的电荷量。

电流是电磁学中最基本的物理量之一，也是功率传输和信号交换的载体。

物理定义

电流强度的数学定义式为：

$I=\frac{Q}{t}$

其中：

• $I$：电流强度，单位为安培（A）。
• $Q$：在时间 $t$ 内通过导体横截面的电荷量，单位为库仑（C）。
• $t$：时间，单位为秒（s）。

电流的方向

历史上，电流的方向被定义为正电荷定向移动的方向。

• 实际情况： 在金属导体中，流动的电荷实际上是带负电的自由电子。
• 习惯规定： 电子流动的方向与习惯定义的电流方向恰好相反。即电流从电源的正极流向负极。

分类

根据电流的大小和方向随时间变化的特性，可分为以下两类：

1. 直流电 (DC)

电流方向不随时间变化的电流称为直流电。

• 恒定直流： 大小和方向都不变（如干电池供电）。
• 脉动直流： 方向不变但大小随时间变化（如整流后的输出）。

2. 交流电 (AC)

电流的大小和方向随时间作周期性变化的电流。

• 工业标准通常采用正弦波交流电。
• 描述交流电的关键参数包括频率（$f$）、周期（$T$）和有效值（$I_{rms}$）。

电流的热效应与磁效应

• 热效应 (焦耳定律): 电流通过电阻时会产生热量，公式为 $P=I^{2}R$。这是白炽灯、电热水器的工作原理，也是电路发热损耗的主要原因。
• 磁效应 (安培定律): 电流周围会产生磁场。这是电动机、变压器以及电磁兼容（EMC）研究中耦合现象的核心基础。

在 EMC 工程师视角下的电流

对于 EMC 工程师而言，电流不仅存在于导线内（差模电流），还可能通过寄生通路流动（共模电流）：

• 差模电流 (Differential Mode Current): 在信号线与回路线中方向相反的电流，是预期的工作电流。
• 共模电流 (Common Mode Current): 在所有导线上方向相同的电流，通常由电位差引起，是电磁骚扰（EMI）的主要辐射源。
• 电流探头： 在测试中，常使用钳式电流探头在不切断电路的情况下测量电缆上的骚扰电流。

参见

• 电压
• 电阻
• 安培
• 欧姆定律
• 电磁兼容

参考文献

• Griffiths, D. J., "Introduction to Electrodynamics".
• IEC 60050, "International Electrotechnical Vocabulary".