非均匀介质中稳定电流场的实质

二、非均匀介质中稳定电流场的实质

设在地下半空间存在着电阻率分别为ρ1和ρ2的介质，在ρ1介质中的A点处有电流源I存在。在电阻率分界面两侧有无限靠近的两点M1和M2（图1-7），当电流源刚一接通的瞬间（t→0），电流源I在M1和M2两点产生的电场强度应当相等，其法线分量亦相等，即

图1-7　界面上电荷的积累过程

即在该点会堆积正的剩余电荷。也就是说当电流由低阻体进入高阻体时，流入界面的电流密度大，自界面流出的电流密度小，于是在界面上出现了正电荷的堆积。反之，若ρ1＞ρ2，则在界面上堆积负电荷。以上只是分界面上出现的第一个循环的电荷积累过程。

根据电荷守恒定律，当向一侧的电流密度J1n（总）仍大于ρ2一侧的电流密度时，界面上仍然会有新的正电荷积累。而随着正电荷的增多，必将使J1n（总）与J2n（总）逐渐接近。当J1n（总）与J2n（总）相等时，界面上不再增加新的积累电荷，界面上积累电荷达到稳定值，界面周围的电场也才成为稳定电场。而此时才有

这恰是直流电场所应遵守的边界条件，这就是界面积累电荷由产生到稳定的全过程。由此可知，非均匀介质中的稳定电流场实质上可以看成是由场源和界面上的积累电荷产生的。懂得了场的实质之后，对前述“高阻排斥”“低阻吸引”的道理也就清楚了。