1.1.3 电流

1.电流的形成

金属导体中存在着大量的电子。金属原子的内层电子被原子核紧紧地束缚着；而其外层电子受原子核的束缚力较弱，容易摆脱原子核的束缚。这些自由运动的电子称为自由电子。当金属中的自由电子定向移动时就会形成电流。

一般情况下，导体内的自由电子处于不规则的运动状态。如果在导体两端施加一个电场，则导体内的自由电子受到电场力的作用作定向运动就形成了电流。

在某些液体或气体中，电流则是由正离子或负离子在电场力作用下作定向移动形成的。

2.电流的大小和方向

电流的大小取决于在一定时间内通过导体截面的电荷量。通常用电流强度表示电流的大小；电流强度简称电流，用符号I表示。假设在时间t内通过导体截面的电荷量为Q，则电流为

在国际单位制中，电流的基本单位是安培（A），简称安。如果每秒内通过导体截面的电量为1库仑（即1C）时，则电流是1A。常用电流单位还有千安（kA）、毫安（mA）、微安（μA）等，其关系如下：

1kA=103A　1mA=10-3A　1μA=10-6A

在不同的导电物质中，形成电流的运动电荷可以是正电荷，也可以是负电荷，或二者都有，规定以正电荷定向移动的方向为电流方向。

电流分为直流电和交流电两种：方向不随时间而改变的电流称为直流电；大小和方向作周期性变化的电流称为交流电。图1-3所示为电流的波形图。

3.电流密度

根据工作电流的大小，安全、实用地选择导线的截面积（粗细），是实际工作中经常遇到的问题。若导线截面积过大，会造成浪费；若导线截面积过小，会形成安全隐患。应该怎样合理选择呢?

首先，我们要了解电流密度这个概念。电流密度一般用J表示，是指电流在导体截面上均匀分布时，该电流I与导体截面积S的比值，即

J=I/S

一般我们通过查询资料会了解到各导电物体的电流密度参数，这样也就能非常方便计算出电路所用导线的横截面积。

【例1-1】某照明线路的工作电流为24A，应采用多大截面积的铜导线?已知铜导线的电流密度为6A/mm2。

解：由J=I/S可知，S=I/J=24/6=4（mm2）

【知识拓展】

导线允许通过的电流因导线截面积不同而不同。一般情况下，截面积为1mm2的铜导线允许通过6A的电流；截面积为2.5mm2的铜导线允许通过15A的电流；截面积为4mm2的铜导线允许通过24A的电流。当导线中通过的电流超过其允许值时，导线就会发热，严重时还会造成重大的事故，因此在选用导线时，必须依据用电设备的功率计算出电路中的电流大小，以此来确定合适的导线截面积。