Podatność elektryczna


Podatność elektryczna w encyklopedii

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Podatność elektryczna, podatność dielektrycznawielkość fizyczna określająca zdolność polaryzacji dielektryka pod wpływem pola elektrycznego.

Spis treści

W elektrostatyce | edytuj kod

W jednorodnym izotropowym dielektryku w stałym polu elektrycznym podatność elektryczna to bezwymiarowy współczynnik proporcjonalności pomiędzy wektorem polaryzacji i natężeniem pola elektrycznego, które tę polaryzację wywołało.

P = χ e ε 0 E , {\displaystyle {\vec {P}}=\chi _{e}\varepsilon _{0}{\vec {E}},}

gdzie:

Podatność elektryczna powiązana jest ze względną przenikalnością elektryczną ε r {\displaystyle \varepsilon _{r}} zależnością:

χ e = ε r 1 {\displaystyle \chi _{e}=\varepsilon _{r}-1\,}

W zmiennym polu elektrycznym | edytuj kod

W zmiennym polu elektrycznym polaryzacja nie nadąża za zmianami pola elektrycznego i wektor polaryzacji jest przesunięty w fazie w stosunku do wektora natężenia pola elektrycznego. Podatność dielektryczna jest wtedy zespoloną funkcją częstotliwości[1]:

P ( ω ) = ε 0 χ ( ω ) E ( ω ) , {\displaystyle {\vec {P}}(\omega )=\varepsilon _{0}\chi (\omega ){\vec {E}}(\omega ),} χ ( ω ) = χ ( ω ) i χ ( ω ) {\displaystyle \chi (\omega )=\chi '(\omega )-i\chi ''(\omega )}

Zależność podatności od częstotliwości nosi nazwę dyspersji podatności (niekiedy dyspersją nazywa się samą część rzeczywistą podatności). Część urojona podatności opisuje straty dielektryczne i nosi nazwę współczynnika strat.

Przypadek ogólny | edytuj kod

W przypadku ogólnym dielektryka anizotropowego i nieliniowego kierunek wektora polaryzacji nie musi być zgodny z kierunkiem pola. Jego i-tą składową możemy zapisać jako

P i / ε 0 = j χ i j ( 1 ) E j + j k χ i j k ( 2 ) E j E k + j k χ i j k ( 3 ) E j E k E + {\displaystyle P_{i}/\varepsilon _{0}=\sum _{j}\chi _{ij}^{(1)}E_{j}+\sum _{jk}\chi _{ijk}^{(2)}E_{j}E_{k}+\sum _{jk\ell }\chi _{ijk\ell }^{(3)}E_{j}E_{k}E_{\ell }+\cdots \!}

gdzie χ ( i ) {\displaystyle \chi ^{(i)}} jest tensorem ( i + 1 ) {\displaystyle (i+1)} rzędu.

Pierwszy składnik opisuje podatność liniową. Składniki z tensorami wyższych rzędów χ ( 2 ) {\displaystyle \chi ^{(2)}} , χ ( 3 ) {\displaystyle \chi ^{(3)}} opisują polaryzację nieliniową.

Przypisy | edytuj kod

  1. A. Chełkowski, Fizyka dielektryków, str. 80-81.

Bibliografia | edytuj kod

  1. AugustA. Chełkowski AugustA., EdwardE. Kluk EdwardE., Fizyka Dielektryków, Warszawa: Wydaw. Naukowe PWN, 1979, ISBN 83-01-01273-0, OCLC 69476252 .
  2. M. Kalinski, Mikroskopowa teoria stałej dielektrycznej i nieliniowych tensorów podatności optycznej, Warszawa 1991
Na podstawie artykułu: "Podatność elektryczna" pochodzącego z Wikipedii
OryginałEdytujHistoria i autorzy