电流
diàn liú
电流是电荷通过导体流动的速率（I = V/R），以安培为单位。
Formula
I = \frac{V}{R}
Definition
电流是微小带电粒子（通常是电子）在导线中的流动，很像水流经水管，只不过流动的是电荷；电流需要一个完整的回路：从任何地方剪断导线，各处的电流都会停止，就像剪断水管会让水流在各处都停止一样。它是电荷通过导体流动的速率，以安培为单位，一安培等于每秒一库仑的电荷，根据欧姆定律 $I = V/R$；在金属中，移动的电荷是电子，不过常规电流的方向是按正电荷会移动的方向来画的。严格地说，$I = dQ/dt$，在一个载流子密度为 $n$、载流子电荷为 $q$、横截面积为 $A$、漂移速度为 $v_d$ 的导体中，$I = nqAv_d$；欧姆定律的微观形式是 $\vec{J} = \sigma\vec{E}$，电流以功率 $P = I^2R$ 的形式产生焦耳热，并按安培定律产生磁场，这正是电磁铁和电动机的基础，基尔霍夫电流定律指出，流入一个节点的电流等于流出的电流，这是电荷守恒的必然结果。
Example
打开电灯开关，会把电流从墙上送经导线进入灯泡再返回，从而点亮它；一节 $12\ \text{V}$ 的汽车电池接在电阻为 $4\ \Omega$ 的车灯上，驱动出的电流为 $I = 12/4 = 3\ \text{A}$，把电阻加倍到 $8\ \Omega$ 会把电流减半到 $1.5\ \text{A}$。一根铜线，每立方米有 $n = 8.5 \times 10^{28}$ 个电子，横截面积为 $3.3 \times 10^{-6}\ \text{m}^2$，载有 $10\ \text{A}$ 电流，漂移速度为 $v_d = I/(nqA) \approx 2.2 \times 10^{-4}\ \text{m/s}$，约合 $0.2\ \text{mm/s}$。
Key Insight
导线中的电子以每秒不到一毫米的速度蠕动，但灯却立刻亮了，因为推动力以接近光速的速度传播，导线中各处的电子几乎同时开始移动，就像装满水的水管中的水一样。在美国，交流电每秒反转方向60次，因此灯线里的电子实际上哪里也没去；能量是靠电场把电荷原地来回推动来传递的，而不是靠电子从发电厂一路赶来。