Hvad er elektrisk forskydning?

Elektrisk forskydning, betegnet med d , er et vektorfelt, der beskriver et materiale respons på et anvendt elektrisk felt. Det spiller en afgørende rolle i forståelsen af ​​opførsel af elektriske felter i dielektriske materialer, som er materialer, der kan polarisere som svar på et elektrisk felt.

Her er en sammenbrud:

Hvad det repræsenterer:

* d er et mål for det samlede elektriske felt inden for et materiale under hensyntagen til både det påførte eksterne felt og det indre felt, der er skabt af polariseringen af ​​materialets bestanddelmolekyler.

* Det kvantificerer mængden af ​​elektrisk flux, der passerer gennem et givet område.

* Dens enheder er coulombs pr. Kvadratmeter (c/m²).

Forhold til andre felter:

* elektrisk felt (e): Den elektriske forskydning er relateret til det elektriske felt af følgende ligning:

d =ε₀e + p

hvor:

* ε₀ er permittiviteten af ​​fri plads (en konstant).

* p er polarisationstætheden af ​​materialet, der repræsenterer dipolmomentet pr. Enhedsvolumen.

* polarisering (p): Polariseringen af ​​et materiale er responsen fra dets bestanddele molekyler på et påført elektrisk felt. Det involverer justering af molekylære dipoler eller oprettelse af inducerede dipoler.

Betydning:

* Forståelse af dielektrisk adfærd: Elektrisk forskydning er nøglen til at forstå, hvordan dielektriske materialer reagerer på elektriske felter, og hvordan de opbevarer energi.

* Løsning af elektrostatiske problemer: Det forenkler beregninger i situationer, der involverer dielektriske materialer ved at indkapsle de kombinerede effekter af det ydre felt og materialets polarisering.

* Anvendelser i kondensatorer og isolatorer: Det er vigtigt for at forstå kondensatorens opførsel, hvor dielektriske materialer bruges til at øge kapacitansen og i isolatorer, hvor det hjælper med at bestemme deres nedbrydningsstyrke.

Eksempel:

Overvej en parallelplade-kondensator med et dielektrisk materiale mellem pladerne. Når der påføres en spænding, oprettes et elektrisk felt mellem pladerne. Det dielektriske materiale polariserer og skaber et internt felt, der modsætter sig det eksterne felt. Den elektriske forskydning tegner sig for både det eksterne felt og det indre felt, hvilket giver et komplet billede af det elektriske felt inden for materialet.

Sammenfattende er elektrisk forskydning et værdifuldt koncept inden for elektromagnetisme, der hjælper os med at forstå opførsel af elektriske felter i materialer og gøre det muligt for os at løse problemer relateret til dielektriske egenskaber, kapacitans og isolering.