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: ${\boldsymbol {D}}$

Mértékegysége: $As \over m^{2}$ vagy $C \over m^{2}$

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.

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:

${\boldsymbol {D}}=\varepsilon _{0}{\boldsymbol {E}}+{\boldsymbol {P}}\ =\varepsilon {\boldsymbol {E}}$

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:

${\boldsymbol {P}}=\varepsilon _{0}\chi _{e}{\boldsymbol {E}}=\varepsilon _{0}(\varepsilon _{r}-1){\boldsymbol {E}}$

ahol: χ_e, az elektromos szuszceptibilitás

$\varepsilon =\varepsilon _{r}\varepsilon _{0}=(1+\chi _{e})\varepsilon _{0}$

A

${\boldsymbol {D}}=\varepsilon _{0}{\boldsymbol {E}}+{\boldsymbol {P}}$

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

${\boldsymbol {J}}_{\boldsymbol {D}}=\varepsilon _{0}{\frac {\partial {\boldsymbol {E}}}{\partial t}}+{\frac {\partial {\boldsymbol {P}}}{\partial t}}$

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

• ↑ Fizikai kislexikon: Fizikai Kislexikon. Budapest: Műszaki. 1977. ISBN 963 10 1695 1  
• Dr. Fodor György: Elektromágneses terek. (hely nélkül): Műegyetemi. 1993.  
• Theory of Electric Polarization: Dielectric Polarization, C.J.F. Böttcher, ISBN 0-444-415793
• Dielectrics and Waves edited by A. von Hippel, Arthur R., ISBN 0-89006-803-8
• Dielectric Materials and Applications edited by Arthur von Hippel, ISBN 0-89006-805-4