Elektromos eltolás

Az elektromos eltolás, dielektromos eltolás, elektromos gerjesztettség vagy villamos eltolás egy térvektor, mely a villamos teret annak gerjesztettsége, az elektromos dipól újrarendeződése és a villamos tér töltés-szétválasztó képessége alapján jellemzi. A villamos eltolási vektor a villamos tér adott pontjában a tér töltésszétválasztó képességét adja meg.

Jele: $𝑫$

Mértékegysége: $\frac{As}{m^2}$ vagy $\frac{C}{m^2}$ Sablon:Refhely

Az E elektromos térbe helyezett anyagban a polarizáció megváltoztatja az elektromos eltolási vonalak eloszlását, de egy zárt felületen átmenő számát nem. Lásd a Maxwell-egyenletek Ampère-törvényét. Az elektromos térerősség az anyagon belül csökken, de az elektromos eltolás nem, ez mindig a valódi töltések mennyiségétől függ.Sablon:Refhely

Az elektromos eltolás és a térerősség kapcsolata

A D vektor irányát a villamos eltolás és az elektromos (villamos) térerősség között homogén, izotróp anyagokban fennálló összefüggés határozza meg, amely a következő:

$𝑫={\epsilon }_0𝑬+𝑷=\epsilon 𝑬$

ahol:

ε: a térrészenként homogén közeg elektromos permittivitása

E: az elektromos térerősség

P: a közeg polarizációja

a permittivitás ε = ε₀ ε_r,

• ε_r: a dielektrikum relatív permittivitása
• ε₀: a vákuum permittivitása (konstans)

Lineáris, izotróp dielektrikumra a polarizáció:

$𝑷={\epsilon }_0{\chi }_e𝑬={\epsilon }_0({\epsilon }_r-1)𝑬$

ahol: χ_e, az elektromos szuszceptibilitás

$\epsilon ={\epsilon }_r{\epsilon }_0=(1+{\chi }_e){\epsilon }_0$

A

$𝑫={\epsilon }_0𝑬+𝑷$

egyenlet differenciálásával és az I. Maxwell-egyenlet felhasználásával az eltolási áramsűrűséget kapjuk:

${𝑱}_{𝑫}={\epsilon }_0\frac{\partial 𝑬}{\partial t}+\frac{\partial 𝑷}{\partial t}$

Ez azt jelenti, hogy az eltolási áram létrejöttében szerepet játszik a jelenlévő anyag is, hiszen a polarizáció változása is eltolási áramot okoz és mágneses erőteret kelt. Ezt az áramot polarizációs áramnak nevezik.

Források

• Sablon:Hely Sablon:Citlib
• Sablon:CitLib
• Theory of Electric Polarization: Dielectric Polarization, C.J.F. Böttcher, Sablon:ISBN
• Dielectrics and Waves edited by A. von Hippel, Arthur R., Sablon:ISBN
• Dielectric Materials and Applications edited by Arthur von Hippel, Sablon:ISBN