Permittivität vs Permeabilität
Permeabilität und Permittivität sind zwei Konzepte, die in der von James Clark Maxwell entwickelten elektromagnetischen Theorie zu finden sind. Sie sind äquivalente Konzepte, bei denen die Permittivität in den elektrischen Feldern und die Permeabilität in den Magnetfeldern verwendet wird.
Permittivität (ε)
Die Permittivität ist ein Maß für den Widerstand bei der Bildung eines elektrischen Feldes durch ein Medium. Es ist definiert als das Verhältnis zwischen der elektrischen Verschiebung (D) in einem Medium und der Intensität des elektrischen Feldes, das es erzeugt (E). Dies ist ein wichtiger elektrischer Parameter der Materialien, insbesondere bei Isolatoren.
ε = D / E.
Die Permittivität wird im internationalen Einheitensystem in Farad pro Meter (Fm -1) gemessen.
Die Permittivität des Mediums beschreibt die Menge an Fluss, die pro Ladungseinheit im Medium erzeugt wird. Die hohe Permittivität zeigt eine hohe Polarisationsrate innerhalb des Mediums und mehr elektrischen Fluss an, um das entgegengesetzte elektrische Feld zu erzeugen. Daher ist die Nettofeldstärke innerhalb eines dielektrischen Mediums gering, wenn die Permittivität hoch ist.
Die Permittivität im Vakuum ist eine Konstante und die niedrigstmögliche Permittivität. Vakuum - Dielektrizitätskonstante von & egr; bezeichnet 0, und hat den Wert 8,854 × 10 -54 Fm -1. Manchmal ist es zweckmäßig, die Permittivität eines dielektrischen Mediums als Vielfaches der Vakuumpermittivität anzugeben, was eine einfache mathematische Verwendung und einen Vergleich zwischen der Permittivität verschiedener Medien ermöglicht. Die relative Permittivität ist das Verhältnis zwischen der absoluten Permittivität und der Vakuumpermittivität. Die absolute Permittivität (ε) ist die reale Permittivität des Mediums.
ε r = ε / ε 0 und damit ε = ε r ε 0
Die relative Permittivität hat keine Einheiten und ist immer größer als 1.
Die Permittivität hängt eng mit der Suszeptibilität des Mediums zusammen, was ein Maß für die Leichtigkeit der Polarisation von Dipolen im Medium ist. Wenn die Suszeptibilität des Mediums χ ist,
ε = ε r ε 0 = (1 + χ) ε 0 und damit (1 + χ) = ε r
Durchlässigkeit (µ)
Die Permeabilität ist ein Maß für die Fähigkeit eines Materials, darin Magnetfelder zu bilden. Es ist definiert als das Verhältnis zwischen der Magnetfelddichte (B) innerhalb des Mediums und der externen Magnetfeldstärke (H). Dies ist eine wichtige Eigenschaft, wenn die magnetischen Eigenschaften eines Materials berücksichtigt werden.
µ = B / H.
Die SI-Einheit der Permeabilität ist Henry pro Meter (Hm -1). Die Permeabilität ist eine skalare Größe.
Die Permeabilität kann auch als Induktivität pro Längeneinheit beschrieben werden. Es beschreibt die Menge des Magnetflusses, der innerhalb des Mediums erzeugt wird, wenn externe Magnetfelder angelegt werden. Wenn der erzeugte Fluss das externe Feld unterstützt, spricht man von Paramagnetismus. Wenn der Fluss dem äußeren Feld entgegenwirkt, spricht man von Diamagnetismus.
Die Permeabilität im freien Raum (Vakuum) ist die niedrigstmögliche Permeabilität und ihre Werte betragen 1,2566 × 10 –6 Hm –1 oder NA –2. Ebenso ist es bei der Permittivität zweckmäßig, die relative Permeabilität zu definieren. Der Ausdruck für die relative Permeabilität lautet wie folgt:
µ r = µ / µ 0
Die magnetische Suszeptibilität ist ein Maß für die Magnetisierung eines Materials zusätzlich zur Magnetisierung des vom Material eingenommenen Raums. Sie wird mit χ m bezeichnet und ist eine dimensionslose Größe.
μ = μ r μ 0 = (1 + χ m) μ 0 und somit (1 + χ m) = μ r
Was ist der Unterschied zwischen Permittivität und Permeabilität?
• Permittivität und Permeabilität sind zwei Konzepte der elektromagnetischen Theorie. Die Permittivität betrifft die elektrischen Felder, während die Permeabilität die Magnetfelder betrifft. Sie sind analoge Eigenschaften in den elektromagnetischen Feldern.
• Die Permittivität ist definiert als das Verhältnis zwischen der Verschiebungsfeldstärke und der elektrischen Feldstärke, während die Permeabilität als das Verhältnis zwischen der Magnetfelddichte und der Magnetfeldstärke definiert ist.
• Die Permittivität berücksichtigt den Polarisationseffekt innerhalb des Materials, während die Permeabilität die Magnetisierung des Materials berücksichtigt.
• Die Permeabilität wird in Henry pro Meter Hm -1 gemessen, während die Permittivität in Farad pro Meter Fm -1 gemessen wird.
