Permittiivisyys

Permittiivisyys (tunnus ε) on suure, joka kuvaa, miten sähkökenttä vaikuttaa väliaineeseen. Permittiivisyyden yksikkö SI-järjestelmässä on faradi per metri: 1 F/m = 1 A·s/(V·m) = 1 C²/(N·m²).[1]

Sähkövuon tiheyttä D ja sähkökentän voimakkuutta E dielektrisessä väliaineessa yhdistää yhtälö

\mathbf {D} =\varepsilon \cdot \mathbf {E}

missä ε on väliaineen permittiivisyys. Se on yleensä tensori mutta esim. kaasuissa, nesteissä ja amorfisissa aineissa skalaari.

Tyhjiön permittiivisyys ε₀, josta käytetään myös nimitystä sähkövakio, on arvoltaan

(8,854 187 8182 ± 0,000 000 0013) · 10^-12 F/m.[2]

Suhteellinen permittiivisyys (symboli ε_r, tai κ) jota nimitetään myös dielektriseksi vakioksi, on väliaineen permittiivisyys suhteessa tyhjiön permittiivisyyteen ε₀. Siten tyhjiön suhteellinen permittiivisyys on 1.[3]

ε_r on yksikötön suhdeluku, jonka avulla permittiivisyys esitetään muodossa[3]

\varepsilon =\varepsilon _{r}\varepsilon _{0}

Eri materiaalien permittiivisyyksiä

Taulukko suhteellisista permittiivisyyksistä ja läpilyöntilujuuksista[4]
Materiaali	Suhteellinen permittiivisyys ε_r	Läpilyöntilujuus (10⁶ V/m)
Kuiva ilma	1,00059	3
Bakeliitti	4,9	24
Fuusattu kvartsi (fused quartz)	3,78	8
Mylar	3,2	7
Neopreeni	6,7	12
Nailon	3,4	14
Paperi	5	16
Parafiinipaperi	3,5	11
Polystyreeni (PS)	2,56	24
Polyvinyylikloridi (PVC)	3,4	40
Posliini	6	12
Pyrex-lasi	5,6	14
Silikoniöljy (silicone oil)	2,5	15
Strontiumtitanaatti	233	8
Teflon (PTFE)	2,1	60
Vesi	80	-
Tyhjiö	1	-

Ferriitin permittiivisyys

Tavallisten ferriittien, esimerkiksi ${\ce {MnZn}}$ ja ${\ce {NiZn}}$ ferriittien, suhteellinen permittiivisyys on noin 10. Sama pätee myös ferriitti kappaleen sidosaineena käytettyyn liimaan. Valmiin ferriitti ytimen (eng "Ferrite core") kokonaispermittiivisyys on kuitenkin suurempi korkean taajuudeen alaisuudessa. Tämä johtuu siitä, että ferriittipuriste koostuu pienistä hiukkasista, jotka ovat liimattuna toisiinsa eristävällä sidosaineella. Tällöin koko rakenne toimii mikroskooppisten kondensaattoreiden tapaan, jotka ovat enemmän ja vähemmän eristettyinä toisistaan. Seuraavassa taulukossa näkyy geneerisiä permittiivisyyden arvoja mangaasi-sinkki ja nikkeli-sinkki ferriiteille taajuuden funktiona.[5]

Taulukko mangaani-sinkki ja nikkeli-sinkki ferriittien yleisistä suhteellisista kokonaispermittiivisyyksistä [5]
Taajuus (MHz)	${\ce {MnZn}}$ (ε_r)	${\ce {NiZn}}$ (ε_r)
0,001	N/A	≈100
0,01	N/A	≈50
0,1	$\approx 2\cdot 10^{5}$	N/A
1	$\approx 10^{5}$	≈25
10	$\approx 5\cdot 10^{4}$	≈15
100	$\approx 10^{4}$	≈12

Katso myös

Lähteet

Permittivity | physics Encyclopedia Britannica. Arkistoitu . Viitattu 23.1.2018. (englanniksi)
CODATA Value: electric constant physics.nist.gov. Viitattu 21.5.2019.
Dielectric constant | physics Encyclopedia Britannica. Arkistoitu . Viitattu 23.1.2018. (englanniksi)
Serway, Raymond A.: Physics for scientists and engineers., s. 754. Belmont, CA: Brooks/Cole, Cengage Learning, 2010. 500920961. ISBN 9781439048443. Teoksen verkkoversio.
Ferroxcube, data handbook, 2017, https://www.ferroxcube.com/en-global/download/download/11

Aiheesta muualla

Relative Permittivity - taulukko suhteellisisita permittiivisyyksistä. (englanniksi)

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[1] Permittivity | physics Encyclopedia Britannica. Arkistoitu . Viitattu 23.1.2018. (englanniksi)

[2] CODATA Value: electric constant physics.nist.gov. Viitattu 21.5.2019.

[:0-3] Dielectric constant | physics Encyclopedia Britannica. Arkistoitu . Viitattu 23.1.2018. (englanniksi)

[:1-4] Serway, Raymond A.: Physics for scientists and engineers., s. 754. Belmont, CA: Brooks/Cole, Cengage Learning, 2010. 500920961. ISBN 9781439048443. Teoksen verkkoversio.

[:2-5] Ferroxcube, data handbook, 2017, https://www.ferroxcube.com/en-global/download/download/11