電流密度是矢量，是用來描述電路中某點電流強弱和流動方向的物理量。其大小等于單位時間內(nèi)通過某一單位面積的電量，方向向量為單位面積相應(yīng)截面的法向量，指向由正電荷通過此截面的指向確定。電流密度是電流對面積的分攤，電流密度的大小為qnv，方向即為帶正電的載流子的漂移速度矢量的方向。
電流密度用符號J表示，電流密度J的方向為該點電流的流向，電流密度J的大小定義為通過該點垂直于電流方向單位面積上的電流（即單位時間內(nèi)通過單位垂面上的電荷量）。其計算公式為J=I/S（J為電流密度·A/平方米；I為電流·A；S為導(dǎo)電材料的橫截面積m2），但在實際應(yīng)用中，常采用安培每平方毫米這個單位。電流密度的大小直接關(guān)系到導(dǎo)電材料的利用率，傳輸同樣大小的電流時，如導(dǎo)電材料的電流密度選用較小值時，則需要增加導(dǎo)電材料的用量，但可減少電能在導(dǎo)電材料上的損耗，如導(dǎo)電材料的電流密度選用較大值時，則可減少導(dǎo)電材料的用量，但電能在導(dǎo)電材料上的損耗將增加。
當電流密度增大時，Cu（111）電極表面上的電化學(xué)結(jié)晶生長形態(tài)從三角棱錐狀向六角棱錐狀轉(zhuǎn)變，并且，電化學(xué)結(jié)晶的表面粗糙度隨著過電位增大而減小。電流密度小，意味著單位面積、單位時間內(nèi)放電的金屬離子數(shù)量少，并且，金屬離子優(yōu)先在凸點放電、還原和生長，所以得到的鍍層粗糙度較大。相反，電流密度大則意味著單位面積、單位時間內(nèi)有大量的金屬陽離子在整個陰極表面放電。
簡述
電流密度是描述電路中某點電流強弱和流動方向的物理量。它是向量，其大小等于單位時間內(nèi)通過某一單位面積的電量，方向向量為單位面積相應(yīng)截面的法向量，指向由正電荷通過此截面的指向確定。導(dǎo)線中不同點上與電流方向垂直的單位面積上流過的電流不同，為了描寫每點的電流情況，有必要引入一個矢量場—電流密度J，即面電流密度。每點的J的方向定義為該點的正電荷運動方向，J的大小則定義為過點并與J垂直的單位面積上的電流。電路的性能與電流量緊密相關(guān)，而電流密度又是由導(dǎo)體的物體尺寸決定。
有時，電流分布在導(dǎo)體表面的一個很薄的區(qū)域，將這樣的分布電流理想化為電流分布在無厚度的幾何表面內(nèi)，并稱為面電流密度，記做Js，方向為正電荷運動的方向。
單位公式
電流密度的常用單位為：安培每平方米，記作。它在物理中一般用J表示。
計算公式：
式中，I和J都是描寫電流的物理量，I是標量，描寫一個面的電流情況，J是矢量場，描寫每點的電流情況，S為電流經(jīng)過的截面面積。
其中，E 是電場，J 是電流密度，σ是電導(dǎo)率，是電阻率的倒數(shù)。
電阻公式為： ；其中，R 是電阻，L是物體長度，S是物體的截面面積，ρ是電阻率。
由電阻公式可知，一個均勻截面的物體的電阻與電阻率和導(dǎo)體長度成正比，與截面面積成反比。
根據(jù)歐姆定律：電壓 V等于電流 I乘以電阻，即
所以，。
注意到在物體內(nèi)，電場與電壓的關(guān)系為，
所以，
電導(dǎo)率為電阻率的倒數(shù)， 。電流密度與電場的關(guān)系為：。
重要性質(zhì)
對于電力系統(tǒng)和電子系統(tǒng)的設(shè)計而言，電流密度是很重要的。電路的性能與電流量緊密相關(guān)，而電流密度又是由導(dǎo)體的物體尺寸決定。例如，隨著集成電路的尺寸越變越小，雖然較小的元件需要的電流也較小，為了要達到芯片內(nèi)含的元件數(shù)量密度增高的目標，電流密度會趨向于增高。
在高頻頻域，由于趨膚效應(yīng)，傳導(dǎo)區(qū)域會更加局限于表面附近，因而促使電流密度增高。
電流密度過高會產(chǎn)生不理想的后果。大多數(shù)電導(dǎo)體的電阻是有限的正值，會以熱能的形式消散功率。為了要避免電導(dǎo)體因過熱而被熔化或發(fā)生燃燒，并且防止絕緣材料遭到損壞，電流密度必須維持在過高值以下。假若電流密度過高，材料與材料之間的互連部分會開始移動，這現(xiàn)象稱為電遷移（electromigration）。在超導(dǎo)體里，過高的電流密度會產(chǎn)生很強的磁場，這會使得超導(dǎo)體自發(fā)地喪失超導(dǎo)性質(zhì)。
對于電流密度所做的分析和觀察，可以用來探測固體內(nèi)在的物理性質(zhì)，包括金屬、半導(dǎo)體、絕緣體等等。在這科學(xué)領(lǐng)域，材料學(xué)家已經(jīng)研究發(fā)展出一套非常詳盡的理論形式論，來解釋很多機要的實驗觀察。
安培力定律描述電流密度與磁場之間的關(guān)系。電流密度是安培力定律的一個重要參數(shù)。
在變壓器設(shè)計中，不同鐵心大小，不同溫升，不同的壓降要求，不同的散熱條件電流密度都會不同，不能認為多大的線徑允許多大的電流密度是一個定值,
電流密度是一種度量，以向量的形式定義，其方向是單位面積相應(yīng)截面的法向量，其大小是單位截面面積的電流。國際單位制中，電流密度的單位是：安培/平方米。
參考資料 >
沒有人比我更懂電流，今天帶你重新認識電流.中科院物理所.2023-12-27