Przenikalność a przepuszczalność
Przepuszczalność i przenikalność to dwa pojęcia występujące w teorii elektromagnetycznej opracowanej przez Jamesa Clarka Maxwella. Są to równoważne koncepcje, w których przenikalność jest używana w polach elektrycznych, a przepuszczalność jest używana w polach magnetycznych.
Przenikalność (ε)
Przenikalność jest miarą oporu w tworzeniu pola elektrycznego przez medium. Definiuje się go jako stosunek przemieszczenia elektrycznego (D) w ośrodku do natężenia wytwarzającego je pola elektrycznego (E). Jest to ważny parametr elektryczny materiałów, zwłaszcza w przypadku izolatorów.
ε = D / E
Przenikalność jest mierzona w faradach na metr (Fm -1) w międzynarodowym układzie jednostek.
Przenikalność medium opisuje wielkość strumienia wytworzonego na jednostkę ładunku w medium. Wysoka przenikalność elektryczna wskazuje na wysoki współczynnik polaryzacji w środku i większy strumień elektryczny, aby wytworzyć przeciwne pole elektryczne. Dlatego natężenie pola netto wewnątrz ośrodka dielektrycznego jest niskie, jeśli przenikalność jest wysoka.
Przenikalność w próżni jest stałą i jest najniższą możliwą przenikalnością. Przenikalność próżni jest oznaczona ε 0 i ma wartość 8.854 x 10 -54 Fm -1. Czasami wygodnie jest podać przenikalność medium dielektrycznego jako wielokrotność przenikalności próżni, co pozwala na łatwe matematyczne użycie i porównanie przenikalności różnych mediów. Względna przenikalność elektryczna to stosunek między absolutną przenikalnością elektryczną a przenikalnością próżni. Absolutna przenikalność (ε) to rzeczywista przenikalność medium.
ε r = ε / ε 0, a więc ε = ε r ε 0
Względna przenikalność elektryczna nie ma jednostek i jest zawsze większa niż 1.
Przenikalność jest ściśle związana z podatnością ośrodka, która jest miarą łatwości polaryzacji dipoli w ośrodku. Jeśli podatność medium wynosi χ, ε = ε r ε 0 = (1 + χ) ε 0 i stąd (1 + χ) = ε r
Przepuszczalność (µ)
Przepuszczalność jest miarą zdolności materiału do tworzenia w nim pól magnetycznych. Jest definiowany jako stosunek między gęstością pola magnetycznego (B) w ośrodku a natężeniem zewnętrznego pola magnetycznego (H). Jest to ważna właściwość, biorąc pod uwagę właściwości magnetyczne materiału.
µ = B / H
Jednostką przepuszczalności w układzie SI jest Henry na metr (Hm -1). Przepuszczalność to wielkość skalarna.
Przepuszczalność można również opisać jako indukcyjność na jednostkę długości. Opisuje ilość strumienia magnetycznego wytwarzanego w ośrodku, gdy przyłożone są zewnętrzne pola magnetyczne. Jeśli utworzony strumień wspiera zewnętrzne pole, jest to znane jako paramagnetyzm. Jeśli strumień przeciwstawia się polu zewnętrznemu, nazywa się to diamagnetyzmem.
Przepuszczalność w wolnej przestrzeni (próżnia) jest najniższą możliwą przepuszczalnością, a jej wartości wynoszą 1,2566 × 10-6 Hm -1 lub NA -2. Podobnie w przypadku przenikalności, wygodnie jest określić względną przepuszczalność. Wyrażenie względnej przepuszczalności jest następujące:
µ r = µ / µ 0
Podatność magnetyczna jest miarą namagnesowania materiału, oprócz namagnesowania przestrzeni zajmowanej przez materiał, i jest oznaczona przez χ m i jest to wielkość bezwymiarowa.
µ = µ r µ 0 = (1 + χ m) µ 0 i stąd (1 + χ m) = µ r
Jaka jest różnica między przenikalnością a przepuszczalnością?
• Przenikalność i przepuszczalność to dwa pojęcia występujące w teorii elektromagnetycznej. Przenikalność dotyczy pól elektrycznych, podczas gdy przepuszczalność dotyczy pól magnetycznych. Są analogicznymi właściwościami w polach elektromagnetycznych.
• Przenikalność jest definiowana jako stosunek między natężeniem pola przemieszczenia do natężenia pola elektrycznego, podczas gdy przepuszczalność definiuje się jako stosunek między gęstością pola magnetycznego a natężeniem pola magnetycznego.
• Przenikalność elektryczna odpowiada za efekt polaryzacji w materiale, podczas gdy przepuszczalność odpowiada za namagnesowanie materiału.
• Przepuszczalność mierzy się w henrach na metr Hm -1, a przenikalność w faradach na metr Fm -1.
