Permittiivisyys vs läpäisevyys
Permeabiliteetti ja permittiivisyys ovat kaksi käsitettä, jotka löytyvät James Clark Maxwellin kehittämästä sähkömagneettisesta teoriasta. Ne ovat vastaavia käsitteitä, joissa sähkökentissä käytetään permittiivisyyttä ja magneettikentissä permeabiliteettia.
Sallivuus (ε)
Permittiivisyys on vastuksen mitta välineen läpi muodostuvan sähkökentän muodostamisessa. Se määritellään väliaineessa olevan sähkösiirtymän (D) ja sitä tuottavan sähkökentän voimakkuuden (E) väliseksi suhteeksi. Se on materiaalien tärkeä sähköinen parametri, erityisesti eristeiden tapauksessa.
ε=D/E
Permittiviteetti mitataan faradoina metriä kohti (Fm-1), kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä.
Väliaineen permittiivisyys kuvaa väliaineessa yksikkövarausta kohti muodostuvan vuon määrää. Suuri permittiivisyys osoittaa suurta polarisaationopeutta väliaineen sisällä ja enemmän sähkövirtaa vastakkaisen sähkökentän luomiseksi. Siksi nettokentänvoimakkuus dielektrisen väliaineen sisällä on pieni, jos permittiivisyys on korkea.
Permittiivisyys tyhjiössä on vakio ja pienin mahdollinen permittiivisyys. Tyhjiön permittiivisyys on merkitty ε0, ja sen arvo on 8,854×10-54 Fm-1 Joskus on kätevää antaa dielektrisen väliaineen permittiivisyys tyhjiön permittiivisyyden kerrannaisena, mikä mahdollistaa helpon matemaattisen käytön ja eri väliaineiden permittiivisyyden vertailun. Suhteellinen permittiivisyys on absoluuttisen permittiivisyyden ja tyhjiön permittiivisyyden suhde. Absoluuttinen permittiivisyys (ε) on väliaineen todellinen permittiivisyys.
εr=ε/ε0 ja siten ε=εr ε 0
Suhteellisella permittiivisyydellä ei ole yksikköä ja se on aina suurempi kuin 1.
Permittiivisyys liittyy läheisesti väliaineen herkkyyteen, joka mittaa väliaineen dipolien polarisaatioiden helppoutta. Jos väliaineen herkkyys on χ, ε=εr ε0 =(1+χ) ε0 ja siis (1+χ)=εr
Läpäisevyys (µ)
Läpäisevyys on mitta materiaalin kyvystä muodostaa magneettikenttiä sen sisällä. Se määritellään väliaineessa olevan magneettikentän tiheyden (B) ja ulkoisen magneettikentän voimakkuuden (H) väliseksi suhteeksi. Se on tärkeä ominaisuus, kun otetaan huomioon materiaalin magneettiset ominaisuudet.
µ=B/H
SI:n läpäisevyyden yksikkö on Henry per metri (Hm-1). Läpäisevyys on skalaarisuure.
Permeabiliteetti voidaan kuvata myös induktanssina pituusyksikköä kohti. Se kuvaa magneettivuon määrää, joka syntyy väliaineessa, kun ulkoisia magneettikenttiä käytetään. Jos luotu vuo tukee ulkoista kenttää, sitä kutsutaan paramagnetismiksi. Jos vuo vastustaa ulkoista kenttää, sitä kutsutaan diamagnetismiksi.
Läpäisevyys vapaassa tilassa (tyhjiö) on pienin mahdollinen läpäisevyys, ja sen arvot ovat 1,2566 ×10-6 Hm-1tai NA-2 Samoin permittiivisyydessä on kätevää määritellä suhteellinen permeabiliteetti. Suhteellisen läpäisevyyden lauseke on seuraava:
µr=µ/µ0
Magneettinen suskeptibiliteetti on materiaalin magnetisoitumisen mitta materiaalin miehittämän tilan magnetisoitumisen lisäksi, ja sitä merkitään χm ja se on mittaton määrä.
µ=µr µ0 =(1+χm) µ 0 ja siten (1+χm)=µr
Mitä eroa on permittivyyden ja läpäisevyyden välillä?
• Permittiivisyys ja permeabiliteetti ovat kaksi sähkömagneettisen teorian käsitettä. Permittiivisyys koskee sähkökenttiä, kun taas permeabiliteetti koskee magneettikenttiä. Ne ovat analogisia ominaisuuksia sähkömagneettisissa kentissä.
• Permittiivisyys määritellään siirtymäkentän voimakkuuden ja sähkökentän voimakkuuden väliseksi suhteeksi, kun taas permeabiliteetti määritellään magneettikentän tiheyden ja magneettikentän voimakkuuden väliseksi suhteeksi.
• Permittiivisyys selittää polarisaatiovaikutuksen materiaalin sisällä, kun taas permeabiliteetti vastaa materiaalin magnetisaatiosta.
• Permeabiliteetti mitataan Henrynä per metri Hm-1, kun taas permittiivisyys mitataan faradeina metriä kohti Fm-1.
