Permittiviteit versus permeabiliteit
Permeabiliteit en permittiviteit zijn twee concepten die worden aangetroffen in de elektromagnetische theorie die is ontwikkeld door James Clark Maxwell. Het zijn gelijkwaardige concepten waarbij permittiviteit wordt gebruikt in de elektrische velden en permeabiliteit wordt gebruikt in de magnetische velden.
Permittiviteit (ε)
De permittiviteit is een maat voor de weerstand bij het vormen van een elektrisch veld door een medium. Het wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de elektrische verplaatsing (D) in een medium en de intensiteit van het elektrische veld dat het produceert (E). Het is een belangrijke elektrische parameter van de materialen, vooral in het geval van isolatoren.
ε = D / E
De permittiviteit wordt gemeten in Farads per meter (Fm -1), in het internationale systeem van eenheden.
De permittiviteit van het medium beschrijft de hoeveelheid flux die wordt gegenereerd per eenheidslading in het medium. De hoge permittiviteit duidt op een hoge polarisatiesnelheid in het medium en meer elektrische flux om het tegengestelde elektrische veld te creëren. Daarom is de netto veldsterkte binnen een diëlektrisch medium laag als de permittiviteit hoog is.
De permittiviteit in vacuüm is een constante en is de laagst mogelijke permittiviteit. Elektrische veldconstante wordt aangeduid met ε 0 en waardevol is 8,854 x 10 -54 Fm -1. Soms is het handig om de permittiviteit van een diëlektrisch medium te geven als een veelvoud van de vacuümpermittiviteit, wat een gemakkelijk wiskundig gebruik en een vergelijking tussen de permittiviteit van verschillende media mogelijk maakt. Relatieve permittiviteit is de verhouding tussen de absolute permittiviteit en de vacuümpermittiviteit. Absolute permittiviteit (ε) is de reële permittiviteit van het medium.
ε r = ε / ε 0 en dus ε = ε r ε 0
Relatieve permittiviteit heeft geen eenheden en is altijd groter dan 1.
De permittiviteit hangt nauw samen met de gevoeligheid van het medium, wat een maat is voor het gemak van polarisatie van dipolen in het medium. Als de gevoeligheid van het medium χ is,
ε = ε r ε 0 = (1 + χ) ε 0 en dus (1 + χ) = ε r
Doorlaatbaarheid (µ)
Doorlaatbaarheid is een maatstaf voor het vermogen van een materiaal om daarin magnetische velden te vormen. Het wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de magnetische velddichtheid (B) binnen het medium en de externe magnetische veldsterkte (H). Het is een belangrijke eigenschap bij het beschouwen van de magnetische eigenschappen van een materiaal.
µ = B / H
SI-eenheid van permeabiliteit is Henry per meter (Hm -1). Doorlaatbaarheid is een scalaire grootheid.
Permeabiliteit kan ook worden omschreven als de inductantie per lengte-eenheid. Het beschrijft de hoeveelheid magnetische flux die in het medium wordt gecreëerd wanneer externe magnetische velden worden toegepast. Als de gecreëerde flux het externe veld ondersteunt, staat het bekend als het paramagnetisme. Als de flux het externe veld tegenwerkt, wordt dit het diamagnetisme genoemd.
De permeabiliteit in de vrije ruimte (vacuüm) is de laagst mogelijke permeabiliteit en de waarden zijn 1,2566 × 10-6 Hm -1 of NA -2. Evenzo is het bij permittiviteit gemakkelijk om relatieve permeabiliteit te definiëren. De uitdrukking voor relatieve permeabiliteit is als volgt:
µ r = µ / µ 0
Magnetische gevoeligheid is een maat voor de magnetisatie van een materiaal, naast de magnetisatie van de ruimte die door het materiaal wordt ingenomen, en wordt aangeduid met χ m en het is een dimensieloze grootheid.
µ = µ r µ 0 = (1 + χ m) µ 0 en dus (1 + χ m) = µ r
Wat is het verschil tussen permittiviteit en permeabiliteit?
• Permittiviteit en permeabiliteit zijn twee concepten die worden aangetroffen in de elektromagnetische theorie. Permittiviteit heeft betrekking op de elektrische velden, terwijl de permeabiliteit betrekking heeft op de magnetische velden. Het zijn analoge eigenschappen in de elektromagnetische velden.
• Permittiviteit wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de verplaatsingsveldsterkte en de elektrische veldsterkte, terwijl de permeabiliteit wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de magnetische velddichtheid en de magnetische veldsterkte.
• De permittiviteit verklaart het polarisatie-effect in het materiaal, terwijl de permeabiliteit de magnetisatie van het materiaal verklaart.
• De permeabiliteit wordt gemeten in Henry per meter Hm -1, terwijl de permittiviteit wordt gemeten in Farads per meter Fm -1.
