Różnica między przenikalnością a przepuszczalnością

Przenikalność a przepuszczalność

Przepuszczalność i przenikalność to dwie koncepcje znalezione w teorii elektromagnetycznej opracowanej przez Jamesa Clarka Maxwella. Są to pojęcia równoważne, w których przenikalność jest stosowana w polach elektrycznych, a przepuszczalność jest stosowana w polach magnetycznych.

Przenikalność (ε)

Przenikalność jest miarą oporu w tworzeniu pola elektrycznego przez medium. Jest zdefiniowany jako stosunek przemieszczenia elektrycznego (re) w ośrodku i natężeniu wytwarzającego go pola elektrycznego (mi). Jest to ważny parametr elektryczny materiałów, szczególnie w przypadku izolatorów.

ε = D / E

Przenikalność jest mierzona w Farady na metr (Fm^-1), w międzynarodowym systemie jednostek.

Przenikalność medium opisuje ilość strumienia wytworzonego na jednostkę ładunku w medium. Wysoka przenikalność wskazuje na wysoką szybkość polaryzacji w ośrodku i większy strumień elektryczny w celu wytworzenia przeciwnego pola elektrycznego. Dlatego siła pola netto wewnątrz ośrodka dielektrycznego jest niska, jeśli przenikalność jest wysoka.

Przenikalność w próżni jest stała i jest najniższą możliwą przenikalnością. Przenikalność próżniowa jest oznaczony przez ε₀ , i ma wartość 8,854 × 10^-54 Fm^-1. Czasami wygodnie jest podać przenikalność ośrodka dielektrycznego jako wielokrotność przenikalności próżni, co umożliwia łatwe użycie matematyczne i porównanie przenikalności różnych ośrodków. Względna przenikalność to stosunek absolutnej przenikalności do przenikalności próżniowej. Bezwzględna przenikalność (ε) to rzeczywista przenikalność medium.

ε_r = ε / ε₀  i stąd ε = ε_r ε₀

Względna przenikalność nie ma jednostek i zawsze jest większa niż 1.

Przenikalność jest ściśle związana z podatnością ośrodka, co jest miarą łatwej polaryzacji dipoli w ośrodku. Jeśli… podatność medium to χ,

ε = ε_r ε₀ = (1 + χ) ε₀ a zatem (1 + χ) = ε_r

Przepuszczalność (µ)

Przepuszczalność jest miarą zdolności materiału do tworzenia w nim pól magnetycznych. Jest definiowany jako stosunek gęstości pola magnetycznego (B) w zakresie ośrodka i zewnętrznego pola magnetycznego (H.). Jest to ważna właściwość przy rozważaniu właściwości magnetycznych materiału.

µ = B / H

Jednostką przepuszczalności SI jest Henry na metr (Hm^-1). Przepuszczalność jest wielkością skalarną.

Przepuszczalność można również opisać jako indukcyjność na jednostkę długości. Opisuje ilość strumienia magnetycznego wytwarzanego w ośrodku, gdy przykładane są zewnętrzne pola magnetyczne. Jeśli utworzony strumień obsługuje pole zewnętrzne, jest znany jako paramagnetyzm. Jeśli strumień przeciwstawia się polu zewnętrznemu, nazywa się to diamagnetyzm.

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 zdefiniować względną przepuszczalność. Wyrażenie dla względna przepuszczalność następująco:

µ_r = µ / µ₀

Wrażliwość magnetyczna jest miarą magnetyzacji materiału, oprócz magnetyzacji przestrzeni zajmowanej przez materiał, i jest oznaczony przez χ_m i jest to wielkość bezwymiarowa.

µ = µ_r µ₀ = (1 + χ_m) µ₀ 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 przenikalność dotyczy pól magnetycznych. Są to analogiczne właściwości w polach elektromagnetycznych.

• Przenikalność jest zdefiniowana jako stosunek siły pola przemieszczenia do siły pola elektrycznego, podczas gdy przepuszczalność jest zdefiniowana jako stosunek gęstości pola magnetycznego do siły pola magnetycznego.

• Przenikalność uwzględnia efekt polaryzacji w materiale, podczas gdy przepuszczalność odpowiada za magnetyzację materiału.

• Przepuszczalność jest mierzona w Henry na metr Hm^-1, podczas gdy przenikalność jest mierzona w faradach na metr Fm^-1.