機械眼光看電磁

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在1881年國際電學大會上正式決定增加個基本量：電流強度（I），并把它的單位命名為安培（A）。國際單位制中安培的定義也先后發生過幾次改變。1908年在倫敦舉行的國際電學大會上，定義1秒時間間隔內從硝酸銀溶液中能電解出1.118毫克銀的恒定電流為1安培。1948年，國際計量委員會給出安培的定義為：在真空中，截面積可忽略的兩根相距1米的平行且無限長的圓直導線內，通以等量恒定電流，導線間相互作用力在1米長度上為

2×10--7牛時，則每根導線中的電流為1安培。2018年11月16日，第26屆國際計量大會通過“修訂國際單位制”決議，將1安培定義為“1s內（1/1.602176634）×1019個電荷（電荷的定義及計量見下文）移動所產生的電流強度”。此定義于2019年5月20日世界計量日起正式生效。

學者11

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學機械的對力學GB3102.3比較熟悉。力學中基本量的名稱是質量，符號是m,單位名稱是千克。引力場中的質量和電場中的電荷受力上有相同之處。如果電學中把電荷作為基本量，對照理解更方便些。

wjmx2006

好好學習，

wryp

真的？
我上學時安培的定義就是每秒鐘移動1庫倫的電荷。
1庫倫就是你說的1/1.602176634）×10^19個電子
  U0 v4 i3 u2 |3 J至少上世紀6、7十年代就這樣定義了。

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電場強度可以類比于重力加速度‌。在電場中，電場力對電荷的作用類似于重力場中重力對物體的作用，電荷量類比于物體的質量。因此，電場強度（E）可以類比于重力加速度（g）‌
2 q9 E7 l/ T' k7 m1.具體來說，電場強度的定義式為 E=F/q ，其中F是電場力，q是電荷量；而在重力場中，重力加速度的定義式為
9 O/ R* I1 V6 W$ c. J* O: Sg=G/M，其中G是重力，M是質量。可以看出，電場強度和重力加速度在定義上具有相似性，都是描述力與某種“量”的比值‌。

+ D2 O9 i% C3 K7 y
5 _. q' w) G# {1 R( D) x" t4 `8 v

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定義了電荷、電場強度后，第3個定義的是電動勢、符號是E，定義為E=W/Q,其中W是移動電荷所做的功，Q為移動的電荷量。電動勢單位名稱為焦每庫侖，符號J/C,等效單位伏（特），符號V.標準中電場強度和電動勢量的符號都是用的E,要靠注釋區分。外電路的電勢可類比于重力場中的單位質量的勢能gh，在電學中是單位電荷的能。
# Q8 v. T! s4 h. f- Y

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第4個定義的是電流，符號是I.定義為I=dq/dt，q通過的電荷，t為時間。單位名稱是庫（侖）每秒，符號為C/S；等效名稱為安（培），符號是A。類比下電流和重力場中的物流，如罐裝速度千克每秒。

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以上認識了電荷C，知道了電荷會形成一種特殊物質電場,從電荷受力的角度描述描述電場強度E，E=F/C;從能量的角度描述電場有電動勢E=W/q,學了電位差、電流后通過電荷q建立等式有W/E=I*S,即功率P=W/S=I*E,電流單位用安A，電壓單位用伏V,得到的功率P單位為瓦w.接下來還要引入一些量的定義，進一步說明電荷怎樣流動。

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1 x9 g- e9 ]- G' @5 f5 [( g; G  Q在電位（電勢）的定義中用了梯度概念。了解一下向量分析中的梯度、散度和旋度三個概念。一、梯度（Gradient）
9 B, x+ I' J0 |! w3 [) \! Q定義：梯度表示一個標量場在某一點處的變化率和方向。它是一個向量，其方向指向標量場值增加最快的方向，其大小等于該方向上的最大變化率。
計算公式：對于標量場f(x,y,z)，其梯度計算公式為：
∇f = (∂f/∂x)i + (∂f/∂y)j + (∂f/∂z)k
其中，i、j、k分別是x、y、z軸上的單位向量，∂f/∂x、∂f/∂y、∂f/∂z分別是f在x、y、z方向上的偏導數。
3 C5 d7 L; Q# B: i; q7 X4 T( K5 t解釋：梯度向量的方向代表標量場在該點上升最快的方向，其模長表示該方向上的最大變化率。例如，溫度場的梯度指向溫度上升最快的方向，且模長為溫度變化速率。
# e  W, V; L1 Q4 \3 [; Y, D二、散度（Divergence）
定義：散度度量了向量場在某一點周圍的發散強度和方向（的正負）。它表示為一個標量，其正值表示場線從該點發散，負值表示場線匯聚到該點。
計算公式：對于向量場F=Pi+Qj+Rk，其散度計算公式為：
# }' i  E' a" _; y9 @. M* x- \4 W# o∇·F = &#8706/∂x + ∂Q/∂y + ∂R/∂z
% \: ~, o; M) x! f  N0 m) C其中，P、Q、R分別是向量場F在x、y、z方向上的分量，&#8706/∂x、∂Q/∂y、∂R/∂z分別是這些分量在各自方向上的偏導數。
& z8 m: [; b+ T* O& X解釋：散度通過計算各分量在其對應方向上的偏導數之和，判斷該點是“源”還是“匯”。若散度為正，表示向量場從此點向外發散（如電場中的正電荷）；若為負，則說明場在此處匯聚（如負電荷周圍的電場）。
0 l* M( ]  V- n. w2 S, l
& d# Z7 E* ?9 P% r' B/ J* M. A三、旋度（Curl）
定義：旋度刻畫了向量場的旋轉程度。它表示為一個向量，其方向垂直于旋轉平面，模長表示旋轉強度。
計算公式：對于向量場F=Pi+Qj+Rk，其旋度計算公式為：
; Q$ \( ^8 d2 w! c; I  v2 t5 S∇×F = (∂R/∂y - ∂Q/∂z)i + (&#8706/∂z - ∂R/∂x)j + (∂Q/∂x - ∂P/∂y)k
其中，各項偏導數之差構造了旋轉向量的分量，滿足右手定則方向。
) ]; R+ t0 L' w/ T# s6 Y從上面公式看偏導之后分母的冪增加了。如電勢的定義：-gradV=E,E為電場強度，單位用伏特每米V/m時，電勢的單位為福特V.