为什么扩散电流与漂移电流方向相反，电阻压降怎么算的

在微电子器件中，一开篇就讲了半导体器件的三个基本方程，泊松方程，输运方程，还有连续性方程。暂且不说泊松方程和连续性方程，在理解输运方程时，有一部分细节没弄懂：

输运方程请看下方具体内容：

Jp=pquE-qD*dP/dx；

Jn=nquE+qd*dn/dx；

针对空穴的公式，我是这样理解的，漂移电流和扩散电流方向相反，故此，是“相减”，但是，在对电子电流密度矢量方程上有部分困惑，我觉得电子扩散方向和漂移方向也是相反的，那为什么产生扩散电流和漂移电流“相加”呢。

电流通过电阻时出现的压降，就是电阻两端的压降。

当两个导体间存在着电势差，只要用一根金属丝把他们连接时，就可以出现电荷的转移，产生电流。你要是用一根木棍来连接，既然如此那，基本上不会有电流产生。电阻就这样能确定出现多少电流的一种性质。

当电流流过电阻器时，电子会和电阻器中的原子碰撞，让温度升高，电能转化成热能。我们经常会用到的热得快，电吹风，电烤箱等加热器件都是电阻器的实质上应用。

针对导体，电阻可以通过两段的电势差除以电流进公务员行政职业能力测验量，其实就是常说的电阻的欧姆定律 R= U/I。例如金属大多满足以上定律。

但其实影响电阻的条件不少，例如电阻器所用的材料，长度越长电阻越大，横截面越大电阻越小等等。

在电力输运的途中，从电站到终端，要经过长距离的传输，非常多能量会被电阻损耗。电力传输时要降低电流减少损耗，发电功率P=UI，要使输电电流I减小，而输送功率P不变，就一定要提升输电电压U。

扩展资料：

设有一段金属导体，横截面积为S，长为L，在导体的两端加上电压U，则导体中的场强E=U/L.这时，一自由电子在电场力F=eE的作用下做定向移动。设电子的质量为m,则定向移动的加速度为a=F/m=eE/m=U(e/mL)。

运动的自由电子要频繁地与金属正离子碰撞，使其定向移动受到破坏，限制了移动速率的增多。自由电子在碰撞后向各个方向弹射的机会相等，失去了以前定向移动的特性，又要从新启动做初速为0的定向加速运动。

自由电子相继两次碰撞的间隔有长有短，设平均时间为t，则自由电子在下次碰撞前的定向移动速率vt（以t为下标）=at，既然如此那，在时间t内的平均速率v=at/2。结合以前推出的a=U(e/mL)，得自由电子的平均移动速率为v=U(et/2mL)。

代入电流的微观表达式I=neSv，得I=U(ne2St/2mL)针对一定的金属材料，在一定的温度下，t是个确定的数值（10-14~10s)，其实就是常说的说，针对一段金属导体，ne2St/2mL是个常量。

因为这个原因，导体中的电流强度I与两端的电压U成正比。导体两端的电压与导体中的电流强度的比值(2mL/ne2St)就是这段导体的电阻。

由此看出，导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比，与1/ne^2t成正比。1/ne2t由导体的特性决定。因为这个原因，在一定温度时，导体的电阻是R=ρL/S。ρ是导体的电阻率。针对一定温度与一样的导体，电阻率一定。

傅里叶定律的文字表达：在导热情况中，单位时间内通过给定截面的热量，正比例于垂直于该截面方向上的温度变化率和截面面积，而热量传递的方向则与温度升高的方向相反。

傅里叶定律用热流密度JT 表示时形式请看下方具体内容：

可以用来计算热量的传导量。这当中热流密度JT (W·m-2) 是在与传输方向相垂直的单位面积上，在x方向上的传热速率。它与该方向上的温度梯度dT/dx成正比。比例常数κ是一个输运特性，称为热导率（也称为 导热系数），单位是 (W·m-1·K-1)。也可表达请看下方具体内容：

这当中 dQ/dt (Q上一点) 为导热速率（或记为IT），单位为W.

A 为传热面积，单位为m2

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传热过程既有平衡态又有非平衡态的问题,热量传递的三种基本方法是导热、对流及辐射,下面分别描述它们的分析方式。

热传导，有导热介质,没有质量交换,但因为温度差导致的能量输运过程。

一维导热方程-付里叶(Fourier)公式式中Qn是法线方向单位时间内的热流量,是垂直于面积A的方向上的温度变化率,称作“温度梯度”,K是导热系数(它与导热物质的材料相关),负号表示热量沿着温度降低方向流动。

贝克莱数其物理意义为对流速率与扩散速率之比，这当中扩散速率是指在一定浓度梯度驱使下的扩散速率。在物质质量传递的情况下下，Péclet 数是雷诺数（Reynolds number）和施密特数（Schmidt number）的乘积。

在热流体传热中，热Peclet数基本上等同于雷诺数（Reynolds number）和普朗特数（Prandtl number）的乘积。

楼上应该不是搞自然科学的。在流体的动量和质量传递中有一个称为贝克莱数，英文为Peclet number，表征的是对流作用与扩散作用的相对大小。Pe数越大，对流在输运的途中起的作用相对增大。古人传说表达式约为下式： Pe=vL/α后期又有老外提出了网格Pe数，用于数值计算，但物理意义无异。

1、“mAh”是电池容量的单位，中文名称为毫安时(在衡量大容量电池如铅蓄电池时，为了方便起见，大多数情况下用“Ah”来表示，中文名是安时）。

1mAh=0.001安培*3600秒=3.6安培秒=3.6库仑

2、库仑是电量单位，库仑不是国际单位制基本单位，而是国际单位制导出单位。1库仑=1安培·秒。

1A电流在1s内输运的电量，即1C=1A·s。

3、功率 电功率计算公式：P=UI。 P的单位是瓦特W；在纯电阻电路中，按照欧姆定律U=IR代入P=UI中还可以得到：P=I*IR=(U*U)/R

一、直接算法：

1、先得到用电设备的电流

2、再将电池容量除以用电设备的电流 结果就是能够让用的时候长

比如：

一个3000mAH，额定电压5V的电池给一个功耗2.5W，电压5V的用电设备供电，它理论的使耗费时长长为：

I=P/U = 2.5w/5v = 0.5A = 500MA

3000mAh,就是3000MA电流可以放电一小时，

3000/500=6小时

二、通过电荷量库仑算法

C=IS = 3A*3600s = 10800c 库仑（电荷量）

10800c*5v=54000w 电能

54000w/2.5w=21600/3600s =6h

英国物理学家麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。特别是他建立的电磁场理论，将电学、磁学、光学统一起来是19世纪物理学发展的光辉的成果是科学史上伟大的综合之一。

他预言了电磁波的存在。这样的理论预见后来得到了充分的实验验证。他为物理学树起了一座丰碑。造福于人类的无线电技术，就是以电磁场理论为基础发展起来的。

麦克斯韦大概于1855年启动研究电磁学，在潜心研究了法拉第有关电磁学方面的新理论和思想后面，坚信法拉第的新理论包含着真理。于是他抱着给法拉第的理论“提供数学方式基础”的愿望，决心把法拉第的天才思想以清晰准确的数学形式表示出来。

麦克斯韦在前人成就的基础上，对整个电磁情况作了系统、全面的研究，凭借他高深的数学造诣和丰富的想象力接连发表了电磁场理论的三篇论文：《论法拉第的力线》（1855年12月至1856年2月）；《论物理的力线》（1861至1862年）；《电磁场的动力学理论》（1864年12月8日）。

对前人和他自己的工作进行了综合概括，将电磁场理论用简洁、对称、完美数学形式表示出来，经后人整理和改写，成为经典电动力学主要基础的麦克斯韦方程组。

据此，1865年他预言了电磁波的存在，电磁波只可能是横波，并推导出电磁波的传播速度等于光速，同时得出结论：只是电磁波的一种形式，揭示了光情况和电磁情况当中的联系。1888年德国物理学家赫兹用实验验证了电磁波的存在。

麦克斯韦于1873年出版了科学名著《电磁理论》。系统、全面、完美地阐述了电磁场理论。这一理论成为经典物理学的重要支柱之一。

在热力学与统计物理学方面麦克斯韦也作出了重要奉献，他是气体动理论的创始人之一。

1859年他第一次用统计规律得出麦克斯韦速度分布律，以此找到了由微观量求统计平均值的更确切的途径。

1866年他给出了分子按速度的分布函数的新推导方式，这样的方式是以分析正向和反向碰撞为基础的。他引入了驰豫时间的概念，发展了大多数情况下形式的输运理论，并把它应用于扩散、热传导和气体内摩擦过程。

1867年引入了“统计力学”这个术语。麦克斯韦是运用数学工具分析物理问题和精确地表达科学思想的大师，他很重视实验，由他负责建立起来的卡文迪什实验室，在他和以后几位主任的领导下，发展成为举世闻名的学术中心之一。

他因为列出了表达电磁基本定律的四元方程组而闻名于世。在麦克斯韦之前的不少年间，大家就对电和磁这两个领域进行了广泛的研究，大家都清楚这两者是密切有关的。

适用于特定场合的各自不同的电磁定律已被发现，但是，在麦克斯韦以前却没有形成完整、统一的学说。麦克斯韦用列出的简短四元方程组（但却很复杂），完全就能够准确地描绘出电磁场的特性及其相互作用的关系。这样他就把混乱纷纭的情况归纳成为一种统一完整的学说。麦克斯韦方程在理论和应用科学上都已经广泛应用一个世纪了。

麦克斯韦方程的大优点在于它的通用性，它在任何情况下都可以应用。在这里之前全部的电磁定律都可由麦克斯韦方程推导出来，不少从前没能处理的未知数也可以从方程推导途中寻出答案。

这些新成果中重要，要优先集中精力的是由麦克斯韦自己推导出来的。按照他的方程可以证明出电磁场的周期振荡的存在。这样的振荡叫电磁波，但凡是发出就可以通过空间向外传播。按照方程，麦克斯韦完全就能够表达出电磁波的速度接近300000公里（186000英里）/秒，麦克斯韦认识到这同所测到的光速差不多的。由此他得出光本身是由电磁波构成的这一正确结论。

因为这个原因，麦克斯韦方程不单单是电磁学的基本定律，也是光学的基本定律。的确如此，全部先前已知的光学定律可以由方程导出，不少先前未发现的事实和关系也可以由方程导出。在这里基础上，麦克斯韦觉得只是频率介于某一范围之内的电磁波。

这是人类在认识光的本性方面的又一大进步。正是在这一意义上，大家觉得麦克斯韦把光学和电磁学统一起来了，这是19世纪科学史上伟大的综合之一。

可见光并非唯一的一种电磁辐射。麦克斯韦方程表达与可见光的波长和频率不一样的其它电磁波也许存在。这些从理论上得出的结论后来被海因利茨·赫兹公开演示证明了。赫兹不仅生产出而且，检验出了麦克斯韦预言存在的不可见光波。几年以后，伽格利耶尔摩·马可尼证明这些不可见光波可以用于无线电通讯，无线电随之问世。今天我们也用不可见光为电视通讯。X线、γ线、红外线、紫外线都是电磁波辐射的其它一部分例子。全部这些射线都可以用麦克斯韦方程来加以研究。

麦克斯韦的主要奉献是建立了麦克斯韦方程组，创立了经典电动力学，并且预言了电磁波的存在，提出了光的电磁说。麦克斯韦是电磁学理论的集大成者。

他出生于电磁学理论奠基人法拉第提出电磁感应定理的1831年，后来又与法拉第结成忘年之交，共同构筑了电磁学理论的科学体系。物理学历史上觉得牛顿的经典力学打开了机械时代的大门，而麦克斯韦电磁学理论则为电气时代夯实了基石。

天文学和热力学

虽然麦克斯韦成名主要是在于他对电磁学和光学做出的巨大奉献，但是，他对不少其它学科也做出了重要的奉献，这当中涵盖天文学和热力学。他的特殊兴趣之一是气体运动学。麦克斯韦认识到并不是全部的气体分子都按同一速度运动。有部分分子运动慢，有部分分子运动快，有部分以极高速度运动。麦克斯韦推导出了求已知气体中的分子按某一速度运动的百分比公式，这个公式叫做“麦克斯韦分布式”是应用广泛的科学公式之一，在不少物理分支中起着重要的作用。

麦克斯韦在力学方面的奉献主要有：1853年推广用偏振光测量应力的方式；1864年提出结抅力学中桁架内力的图解法，指出桁架形状和内力图是一对互易图，并提出解答静不定桁架位移的单位载荷法。

1868年对粘弹性材料提出一种模型（后称麦克斯韦模型），并引进松弛时间的概念。

同年在《论调节器》中分析了蒸汽机自动调速器和钟表机构的运动稳定性问题。1870年将G.R.艾里提出的弹性力学中的应力函数由二维推广到三维，并指出它应满足双调和方程。1873年给出荷电系统中引力和斥力导致的应力场。

麦克斯韦的另一项重要工作是筹建了剑桥大学的第一个物理实验室-著名的卡文迪许实验室。

该实验室对整个实验物理学的发展出现了非常重要的影响，很多著名科学家都曾在该实验室工作过。

卡文迪许实验室甚至被誉为“诺贝尔物理学奖取得者的摇篮”。作为该实验室的第一任主任，麦克斯韦在1871年的就职演说中对实验室未来的教学方针和研究精神作了精彩的论述是科学史上一个具有重要意义的演说。麦克斯韦的本行是理论物理学，但他却了解地清楚实验称雄的时候代还没有过去。他批评当时英国传统的“粉笔”物理学，呼吁加强实验物理学的研究及其在大学教育中的作用，为后世确立了实验科学精神。

土星光环理论分析

早在1787年，拉普拉斯进行过把土星光环作为固体研究的计算。当时他曾确定，土星光环作为一个均匀的刚性环，它不会瓦解的因素要满足两个条件，一是它以一种使离心力与土星引力相平衡的速度运转，二是光环的密度与土星的密度之比超越临界值0.8，以此使环的内层与外层当中的引力超越在不一样半径处离心力与万有引力之差。他之故此，有如此推论是因为，一个均匀环的运动在动力学上是不稳定的，任何轻微的破坏平衡的位移都可能会造成环的运动被破坏，使光环落向土星。拉普拉斯推算预测，土星光环是一个质量分布不规则的固体环。

到了1855年，理论也还是停留在这里，而这中间，大家又观测到了土星的一个新的暗环，和更进一步的分离情况，还有光环系统自从被发现以来二百年间整体尺度的缓慢变化。因为这个原因，一部分科学家们提出了一个假说，来解释土星光环在动力学上的稳定性，这个假说是：土星光环是：由固体流体和非常多并不是相互密集的物质构成的。

麦克斯韦就按照这一假说进行了论述。他第一开始的是拉普拉斯留下的固体环理论，并确定了一个任意形状环的稳定性条件。麦克斯韦依据环在土星中心导致的势，列出了运动方程式，取得了对匀速运动的势的一阶导数的两个限制，然后由泰勒展开式又得到有关稳定运动二阶导数的三个条件。

麦克斯韦又把这些结果换成有关质量分布的傅立叶级数的前面的这3个系数的条件。因而他证明了，除非有一种奇妙的特殊情形，基本上每个可以想象的环都是不稳定的。这样的特殊的情形是指一个均匀环在一点上承载的质量介于剩下质量的4.43倍到4.67倍当中。但是，这样的情况特殊的固体环在不均匀的引力下会瓦解掉，故此，固体环的理论假说是不可以成立的。

光学

麦克斯韦早在1849年在爱丁堡的福布斯实验室就启动了色混合实验。在那个时候，爱丁堡有不少研究颜色的学者，除了福布斯、威尔逊和布儒斯特外，还有一部分对眼睛感兴趣的医生和科学家。实验主要就是在于观察一个迅速旋转圆盘上的哪些着色扇形所生成的颜色。麦克斯韦和福布斯第一做出的一个实验是为了让红、黄、蓝组合出现灰色。他们的实验失败了，而这当中的重要因素是：蓝与黄混合依然不会象常见那样生成绿色，而是当两者都不占优势时出现一种淡红色，这样的组合加上红色不可能出现任何灰色。