Unterschied zwischen Permittivität und Permeabilität

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 13:35

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 magnetischen Feldern verwendet wird.

Permittivität (ε)

Permittivität ist ein Maß für den Widerstand bei der Bildung eines elektrischen Feldes durch ein Medium. Sie ist definiert als das Verhältnis zwischen der elektrischen Verschiebung (D) in einem Medium und der Intensität des sie erzeugenden elektrischen Feldes (E). Es ist ein wichtiger elektrischer Parameter der Materialien, insbesondere bei Isolatoren.

ε=D/E

Permittivität wird in Farad pro Meter (Fm^{-1) im internationalen Einheitensystem gemessen.}

Die Permittivität des Mediums beschreibt die Flussmenge, die pro Ladungseinheit im Medium erzeugt wird. Die hohe Dielektrizitätskonstante weist auf eine hohe Polarisationsrate innerhalb des Mediums und mehr elektrischen Fluss hin, 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 kleinstmögliche Permittivität. Die Permittivität des Vakuums wird mit ε₀ bezeichnet und hat den Wert 8.854×10^-54 Fm^{-1 Manchmal Es ist zweckmäßig, die Permittivität eines dielektrischen Mediums als Vielfaches der Vakuum-Permittivität 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 Vakuum-Permittivität. Die absolute Permittivität (ε) ist die tatsächliche Permittivität des Mediums.}

ε_r=ε/ε₀ 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, die ein Maß für die Polarisierbarkeit von Dipolen im Medium ist. Wenn die Suszeptibilität des Mediums χ ist, ε=ε_r ε₀ =(1+χ) ε₀ und also (1+χ)=ε_r

Durchlässigkeit (µ)

Permeabilität ist ein Maß für die Fähigkeit eines Materials, darin Magnetfelder zu bilden. Sie ist definiert als das Verhältnis zwischen der Magnetfelddichte (B) innerhalb des Mediums und der äußeren Magnetfeldstärke (H). Dies ist eine wichtige Eigenschaft bei der Betrachtung der magnetischen Eigenschaften eines Materials.

µ=B/H

SI-Einheit der Permeabilität ist Henry pro Meter (Hm^{-1). Die Durchlässigkeit ist eine skalare Größe.}

Permeabilität kann auch als Induktivität pro Längeneinheit beschrieben werden. Es beschreibt die Menge an magnetischem Fluss, der innerhalb des Mediums entsteht, wenn externe Magnetfelder angelegt werden. Wenn der erzeugte Fluss das externe Feld unterstützt, ist dies als Paramagnetismus bekannt. Wenn der Fluss dem äußeren Feld entgegenwirkt, spricht man von Diamagnetismus.

Die Durchlässigkeit im freien Raum (Vakuum) ist die niedrigstmögliche Durchlässigkeit und ihr Wert beträgt 1,2566 ×10^-6 Hm^-1oder NA^{-2 Ebenso ist es bei der Permittivität praktisch, die relative Permeabilität zu definieren. Der Ausdruck für die relative Permeabilität lautet wie folgt:}

µ_r=µ/µ₀

Magnetische Suszeptibilität ist ein Maß für die Magnetisierung eines Materials, zusätzlich zur Magnetisierung des von dem Material eingenommenen Raums, und sie wird mit χ_{m bezeichnet und ist es eine dimensionslose Größe.}

µ=µ_r µ₀ =(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, die in der elektromagnetischen Theorie zu finden sind. Die Permittivität betrifft die elektrischen Felder, während die Permeabilität die magnetischen Felder 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 magnetischen Felddichte und der magnetischen Feldstärke 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.}