Elektrisk flödestäthet

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök

Inom fysiken är den elektriska flödestätheten (även kallad den elektriska förskjutningen eller elektriska förskjutningsfältet) ett vektorfält \mathbf{D} som förekommer bland annat i Maxwells ekvationer och används vid beräkningar av elektriska fält i materia. Fältet inkorporerar effekterna av bundna laddningstätheter i material. Bokstaven D är vald från engelskans "displacement" (förskjutning), eftersom fältet är relaterat till fenomenet förskjutningsström i ett dielektrikum. Enligt Gauss lag har den elektriska flödestätheten samma dimension som laddningstäthet med hänseende på yta. I SI-systemet är enheten coulomb per kvadratmeter.

Definition[redigera | redigera wikitext]

Förskjutningen D definieras genom relationen

\mathbf{D} = \varepsilon_{0} \ \mathbf{E} \ + \ \mathbf{P}

där E är det elektriska fältet, \varepsilon_{0} är den elektriska konstanten och P är den elektriska polarisationen per volymsenhet i det aktuella materialet.

När polarisationen är proportionell mot fältet, kan man definiera en elektrisk susceptibilitet χ så att

\mathbf{D} = \varepsilon_{0}(1 + \chi)\ \mathbf{E}  = \varepsilon_0 \varepsilon_r \mathbf{E},

där \varepsilon_r =1+ \chi är materialets permittivitetstal. I linjära isotropa material är detta en skalär, och i linjära anisotropa material är det en tensor av rang 2 (den går alltså att beskriva med en matris).