1.概述

在電磁學里，電流密度(Current Density)以矢量的形式定義，描述電路中某點的電流強弱和流動方向。其大小等于單位時間內通過某一單位面積的電量，方向向量為單位面積相應截面的法向量，指向由正電荷通過此截面的指向確定。單位是安培每平方米，記作A/m2。 它在物理中一般用J表示。

2.計算公式

3.三種電流密度形式

體電流密度

電荷在某一體積內定向運動所形成的電流稱為體電流。一般情況下，在導體內某一截面上不同的點，電流的大小和方向往往是不同的。為了描述該截面上的電流分布，引入電流密度矢量J其定義為：空間任一點J的方向是該點上正電荷運動的方向，J的大小等于在該點于J垂直的單位面積的電流，即

面電流密度

線電流密度

電荷在一個橫截面可以忽略的細線中做定向運動所形成的電流稱為線電流，可以認為電流是集中在細導線的軸線上。長度元dl中流過電流I，將Idl稱為電流元。線電流也是電磁場理論中的重要概念。

4.電流密度與電流強度的關系

電流強度I是單位時間通過導體某一截面的電量，它描述導體中某一截面上電荷流動的總體情況。而電流密度J是描述導體中某一點處電荷流動的情況。也就是說它精細地反應電流場中電流分布的細節。它們之間的聯系是

由此可見，通過曲面的電流強度等于通過該曲面的電流密度的通量。

當導體中有交流電或者交變電磁場時，導體內部的電流分布不均勻，電流集中在導體的“皮膚”部分，也就是說電流集中在導體外表的薄層，越靠近導體表面，電流密度越大，導體內部實際上電流較小。結果使導體的電阻增加，使它的損耗功率也增加。這一現象稱為趨膚效應(skin effect)。

5.PCB走線電流密度

PCB走線電流密度是由流過導電材料單位面積的電流量定義。在典型的PCB中，走線由銅制成。盡管銅具有很高的導電性，但它并不是理想的導體，因為這種材料不存在。它確實具有一定量的電阻，這可能會限制銅走線充分加熱之前流過的電流量。

IPC-2221印制板設計通用標準中給出了相對于電流和銅走線寬度的溫度升高計算公式。如果您不喜歡手動計算，則可以使用各種PCB跟蹤電流密度計算器，以確保承載大電流的走線以所需的最小寬度布線。

以下數據均為25攝氏度下的線路電流承載值。目前市面上常用銅厚為0.5盎司，它的電流密度可以達到100A/mm2。

建筑布線規范列出了不同條件下每種尺寸電力電纜的最大允許電流。工作溫度30℃，長期連續90％負載下，電線允許通過的最大電流如下：

6.電流密度過高帶來的問題

在電路PCB板設計中，通過電源模塊給板上芯片供電。電路板設計密度越來越高，致使大電流通道設計的難度大大增加，并且IC芯片電源種類越來越多，印刷電路板中經常會碰到電流大而通道小的瓶頸；再加上由于過孔或者器件正好落在電源通道上，將會導致電源通道實際通流能力大大降低，電流密度急劇升高。而電流密度過高會帶來如下幾個問題：

1. 電流密度過高會因為導體的電阻效應以熱的方式消耗功率，導致電源壓降過大，同時溫度過高會導致PCB板性能下降甚至影響到芯片的正常工作。
2. 電流密度過高，材料與材料之間的互連部分也會發生電遷移的現象。
3. 過高的電流密度產生的強磁場會使得電磁輻射EMC出現嚴重問題，誘發電源噪聲過大導致系統不穩定。