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电流元

抽象物理模型

电流元是电磁学中为了求出任意形状的线电流所激发的磁场而建立起来的抽象物理模型。在通以电流 I 的导线上任取长度为 dl 的一段导线线元，把它规定为矢量，其方向与电流的方向相同，这样一个载有电流的矢量线元 Idl 就称为电流元。

名词定义
电流元是通电导线的微分元。通常把通电导线分成许多无穷小的线元 dl，每一小线元中电流 I 是相等的，电流和线元的乘积定义为电流元。Idl 的空间导线方向是任意的，规定电流沿某一导线元的流向为此电流元矢量的方向。
法国科学家毕奥（J.B.Biot）和萨伐尔（F.Savart）对前人大量的实验进行了研究和推理，经拉普拉斯（Pierre-SimonLaplace，1749−1827）进一步从数学上归纳，得到的关于一段电流元产生磁场的规律，称为毕奥–萨伐尔定律，内容如下：
真空中任一电流元 Idl，在给定点 P 所产生的磁感强度 dB 的大小与电流元的大小成正比，与电流元和由电流元到 P 点的矢径 r 之间的夹角的正弦成正比，并与电流元到 P 点距离的平方成反比；dB 的方向垂直于 dl 和 r 所组成的平面，并沿矢积 dl×r 的方向。
运用电流元物理模型和毕奥–萨伐尔定律，根据磁场叠加原理，从原则上可以求出任意载流导线在 P 点的磁感强度 B。
应当指出，由于孤立的电流元是不能得到的，毕奥–萨伐尔定律是在实验的基础上经过科学抽象提取出来的，它不能由实验直接加以证明，但由这个定律出发得到的一些结果都很好地与实验相符合。
名称公式
电流元Idl在空间某点P产生的磁感应强度dB的大小与Idl的大小成正比，与IdI到P点处的位矢r之间夹角的正弦成正比，而与r2成反比。公式为：
式中，μ0为为真空中的磁导率，其值为：
dB的方向垂直于电流元Id1与矢径r所组成的平面，并沿IdlXr的方向，即遵守右手螺旋法则：右手弯曲，四指从Idl沿小于π的方向转向r时，伸直的大拇指所指的方向就是dB的方向。
总和确定
电流元的概念在电磁波辐射理论中是基本的，因为时变的电流元是电磁辐射源的基本单元。它与静电学中的电荷具有同样重要的意义。由于叠加原理在线性媒介中一个复杂天线所辐射的场可以由这些源的单元（电流元）所辐射的场的总和确定。
意义
物理学引入电流元的意义
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