Permittiivisyys

Nykymaailmassa Permittiivisyys:stä on tullut erittäin tärkeä ja kiinnostava aihe useille ihmisille yhteiskunnan eri alueilla. Permittiivisyys on onnistunut vangitsemaan tutkijoiden, ammattilaisten ja suuren yleisön huomion joko kulttuuriin, ympäristöön, politiikkaan tai talouteen kohdistuvien vaikutustensa vuoksi. Tässä artikkelissa tutkimme eri näkökohtia, jotka liittyvät Permittiivisyys:een, sen tärkeyteen ja vaikutukseen jokapäiväisen elämän eri osa-alueisiin. Sen alkuperästä sen mahdollisiin tuleviin seurauksiin tarkastelemme perusteellisesti Permittiivisyys:n merkitystä nykymaailmassa.

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

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

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

Eri materiaalien permittiivisyyksiä

Taulukko suhteellisista permittiivisyyksistä ja läpilyöntilujuuksista[4]
Materiaali Suhteellinen permittiivisyys εr 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 ja 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) (εr) (εr)
0,001 N/A ≈100
0,01 N/A ≈50
0,1 N/A
1 ≈25
10 ≈15
100 ≈12

Katso myös

Lähteet

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

Aiheesta muualla

Luonnonvakiot