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
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
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]| 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
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]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]
| 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
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]Lähteet
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- ↑ Permittivity | physics Encyclopedia Britannica. Arkistoitu Viitattu 23.1.2018. (englanniksi)
- ↑ CODATA Value: electric constant physics.nist.gov. Viitattu 21.5.2019.
- ↑ a b 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.
- ↑ a b Ferroxcube, data handbook, 2017, https://www.ferroxcube.com/en-global/download/download/11
Aiheesta muualla
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- Relative Permittivity - taulukko suhteellisisita permittiivisyyksistä. (englanniksi)
Valonnopeus | Newtonin gravitaatiovakio | Tyhjiön permeabiliteetti | Tyhjiön permittiivisyys | Planckin vakio | Diracin vakio | Alkeisvaraus | Hienorakennevakio | Rydbergin vakio
Bohrin säde | Bohrin magnetoni | Ydinmagnetoni | Avogadron vakio | Atomimassayksikkö | Ideaalikaasun moolitilavuus | Moolinen kaasuvakio | Boltzmannin vakio | Faradayn vakio
Stefanin-Boltzmannin vakio | Wienin siirtymälain vakio | Elektronin lepomassa | Protonin lepomassa | Neutronin lepomassa | Alfahiukkasen lepomassa