Permittivuus vs. läpäisevyys
Läpäisevyys ja läpäisevyys ovat kaksi käsitteitä, jotka löytyvät James Clark Maxwellin kehittämästä sähkömagneettisesta teoriasta. Ne ovat vastaavia käsitteitä, joissa läpäisevyyttä käytetään sähkökentissä ja läpäisevyyttä käytetään magneettikentissä.
Permittiviteetti (ε)
Permittiviteetti on vastuksen mitta, joka muodostaa sähkökentän väliaineen läpi. Se määritellään väliaineen sähköisen siirtymän (D) ja sitä tuottavan sähkökentän voimakkuuden (E) välisenä suhteena. Se on tärkeä sähköparametri materiaaleista, erityisesti eristeiden tapauksessa.
e = D / E
Permittiviteetti mitataan Faradissa metriä kohti (Fm -1) kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä.
Väliaineen läpäisevyys kuvaa väliaineessa muodostettua vuon määrää varauksen yksikköä kohti. Suuri läpäisevyys osoittaa suuren polarisoitumisnopeuden keskipitkällä ja enemmän sähkövirtaa vastakkaisen sähkökentän muodostamiseksi. Siksi nettokentän voimakkuus dielektrisen väliaineen sisällä on pieni, jos läpäisevyys on suuri.
Läpäisevyys tyhjössä on vakio ja on pienin mahdollinen läpäisevyys. Tyhjiö permittiivisyys on merkitty ε 0, ja arvo on 8,854 x 10 -54 Fm -1. Joskus on kätevää antaa dielektrisen väliaineen permittiviteetti moninkertaisena tyhjiöläpäisevyydellä, mikä mahdollistaa helpon matemaattisen käytön ja vertailun eri väliaineiden permittiviteetin välillä. Suhteellinen läpäisevyys on absoluuttisen ja tyhjiöläpäisevyyden suhde. Absoluuttinen permittiviteetti (e) on väliaineen todellinen permittiviteetti.
ε r = ε / ε 0 ja siten ε = ε r ε 0
Suhteellisessa läpäisevyydessä ei ole yksiköitä ja se on aina suurempi kuin 1.
Permittiviteetti liittyy läheisesti väliaineen herkkyyteen, mikä mittaa dipolien polarisaation helppoutta väliaineessa. Jos väliaineen herkkyys on χ, ε = ε r ε 0 = (1 + χ) ε 0 ja siten (1 + χ) = ε r
Läpäisevyys (µ)
Läpäisevyys on mitta materiaalin kyvystä muodostaa magneettikenttiä sen sisällä. Se määritellään väliaineen sisäisen magneettikentän tiheyden (B) ja ulkoisen magneettikentän voimakkuuden (H) välisenä suhteena. Se on tärkeä ominaisuus, kun otetaan huomioon materiaalin magneettiset ominaisuudet.
u = B / H
SI-läpäisevyysyksikkö on Henry metriä kohti (Hm- 1). Läpäisevyys on skalaarinen määrä.
Läpäisevyyttä voidaan kuvata myös induktanssina pituuden yksikköä kohti. Se kuvaa väliaineessa syntyvän magneettivuon määrää ulkoisia magneettikenttiä käytettäessä. Jos luotu vuo tukee ulkoista kenttää, sitä kutsutaan paramagnetismiksi. Jos virtaus vastustaa ulkoista kenttää, sitä kutsutaan diamagnetismiksi.
Läpäisevyys vapaassa tilassa (tyhjiössä) on pienin mahdollinen läpäisevyys, ja sen arvot ovat 1,2566 × 10-6 Hm -1 tai NA -2. Samoin läpäisevyyden suhteen on kätevää määritellä suhteellinen läpäisevyys. Suhteellisen läpäisevyyden ilmaisu on seuraava:
μ r = μ / μ 0
Magneettinen herkkyys on mitta materiaalin magnetoitumisesta materiaalin viemän tilan magnetoinnin lisäksi, ja sitä merkitään χ m: llä ja se on dimensioton määrä.
µ = µ r µ 0 = (1 + χ m) µ 0 ja siten (1 + χ m) = µ r
Mitä eroa on läpäisevyyden ja läpäisevyyden välillä?
• Permittiviteetti ja läpäisevyys ovat kaksi sähkömagneettisessa teoriassa käsiteltyä käsitettä. Permittiviteetti koskee sähkökenttiä, kun taas permeabiliteetti koskee magneettikenttiä. Ne ovat analogisia ominaisuuksia sähkömagneettisissa kentissä.
• Läpäisevyys määritetään siirtokentän voimakkuuden ja sähkökentän voimakkuuden välisenä suhteena, kun taas läpäisevyys määritetään magneettikentän tiheyden ja magneettikentän voimakkuuden välisenä suhteena.
• Permittiviteetti muodostaa materiaalin polarisaatiovaikutuksen ja permeabiliteetti materiaalin magnetoitumisen.
• Läpäisevyys mitataan Henryssä metriä Hm -1 kohti, kun taas permittiviteetti mitataan Faradissa metriä Fm -1 kohden.
