SATE1110 SÄHKÖMAGNEETTINEN KENTTÄTEORIA

Esitys aiheesta: "SATE1110 SÄHKÖMAGNEETTINEN KENTTÄTEORIA"— Esityksen transkriptio:

1 SATE1110 SÄHKÖMAGNEETTINEN KENTTÄTEORIA
KAPASITANSSI JA ERISTEAINEET

2 Atomin polarisoituminen
Sähkövuon tiheys D on eristeaineessa suurempi kuin tyhjössä (E:n ollessa sama) => eristeaine polarisoituu sähkökentässä E + + SATE / mv

3 Sähköinen dipolimomentti p
Positiivisen ja negatiiviisen varausalueen siirtyminen vastakkaisiin suuntiin => Sähköinen dipolimomentti p = Qd E Q d SATE / mv

4 Polarisaatio P eristeessä
Polarisoituneella eristealueella DV on N kappaletta dipolimomentteja p => Polarisaatio P Tällöin oletetaan, että dipolimomentit noudattavat jatkuvaa jakaumaa ko. tilavuudessa, mikä ei pidä paikkaansa. SATE / mv

5 Polarisaatio P makrotasolla
Makroskooppisella tasolla: E:n ja P:n suunnat voivat erota toisistaan (tietyt kristalliset eristeaineet). SATE / mv

6 Polarisaatio P isotrooppisessa aineessa
Isotrooppisilla, lineaarisilla materiaaleilla E ja P ovat samansuuntaiset kaikissa pisteissä: SATE / mv

7 Kapasitanssi C Kahden johtavan alueen, joiden välissä on tyhjö tai eristeainetta, välillä on kapasitanssi: Y + + Kapasitanssin suuruus riippuu vain järjestelmän geometriasta ja eristeen ominaisuuksista. SATE / mv

8 Rinnankytketyt kapasitanssit
d A1 e0er1 A2 U e0er2 C 1 U 2 Kaksi kapasitanssiltaan erilaista eristeainetta on rinnakkain: SATE / mv

9 Sarjaankytketyt kapasitanssit
d1 e0er1 e0er2 A U d2 U C 2 1 Kaksi kapasitanssiltaan erilaista eristeainetta on peräkkäin: SATE / mv

10 Sähkökenttään varastoitunut energia
Sähkökenttään varastoitunut energia (integrointi johteiden välisessä tilavuudessa, hajavuota ei huomioida): SATE / mv

11 Kapasitanssiin varastoitunut energia
Kapasitanssiin varastoitunut energia (integrointi johteiden välisessä tilavuudessa, hajavuota ei huomioida): SATE / mv

12 Levykondensaattori vakio jännitteeseen kytkettynä
=> Levyjen välissä vakio E Kun levyjen välissä olevan eristeen permittiivisyys er: d U e0 SATE / mv

13 Levykondensaattorin levyillä vakio varaus
=> Levyjen välissä vakio D Kun levyjen välissä olevan eristeen permittiivisyys er: d e0 A +Q -Q SATE / mv

14 Rajapintaehdot kahden eristeaineen rajapinnalla
E:n tangentiaalinen komponentti on jatkuva eristeiden rajapinnassa: D:n normaalikomponentti on ko. rajapinnassa epäjatkuva (|r|:n suuruuden verran): E1 z E2 q1 q2 er1 er2 SATE / mv

15 Rajapintaehdot kahden eristeaineen rajapinnalla
Tavallisesti eristeaineiden välisessä rajapinnassa ei ole varauksia, joten rajapintaehdot tulevat olemaan: SATE / mv