العلومالفيزياء

الفرق بين السماحية والنفاذية Permittivity vs Permeability

اقرأ في هذا المقال
  • تعريف السماحية Permittivity
  • تعريف النفاذية Permeability
  • الفرق بين السماحية والنفاذية

تعريف السماحية Permittivity:

 

إنّها خاصية لكل مادة، والتي تقيس المقاومة المقدمة ضد تكوين مجال كهربائي. يمثلها حرف الأبجدية اليونانية (ϵ). يخبرنا عدد الشحنات المطلوبة لتوليد وحدة واحدة من التدفق الكهربائي في وسط معين. فيما يلي جدول لشكلها الرياضي ووحدة (SI):

 

التعبير الرياضي Permittivity=Electric displacement / Electric field intensity
وحدة (SI) للسماحية Farad/meter

 

سماحية الفراغ:

 

يمثل الفراغ (vacuum) أقل قيمة ممكنة للسماحيّة. يشار إلى هذا عادةً باسم سماحيّة الفضاء الحر أو سماحيّة الفراغ أو الثابت الكهربائي. يُرمز إليه بالرمز (ε0) ويبلغ قيمته (8.85 × 10-12) “فاراد / متر”. تتجلى معارضة تشكيل خطوط المجال الكهربائي في العوازل أيضًا. يتم تمثيل سماحية العازل بنسبة السماحية المطلقة إلى الثابت الكهربائي وتسمّى عادةً “بالسماحية النسبية”. إنّها كمية بلا أبعاد وتُعطى على النحو التالي:

 

εr=ε / ε0

حيث:

 

ε0 – هو الثابت الكهربائي.

εr – هي السماحية النسبية.

ε – هي السماحية المطلقة لتلك المادة.

 

باستخدام “قانون كولوم”، يمكن حساب مقدار القوة الكهروستاتيكية بين شحنتين نقطتين (q1 و q2) مفصولة بمسافة (r) في الفضاء الحر باستخدام السماحية النسبية (εr). من خلال أخذ “نسبة القوة الكهروستاتيكية (Fa) بين شحنتين نقطتين مفصولتين بمسافة معينة في الهواء أو الفراغ إلى القوة الكهروستاتيكية (Fm) بين نفس الشحنات ذات النقطتين مفصولة بنفس المسافة في وسيط”. يتم التعبير عنها على النحو التالي:

 

εr=Fa / Fm

 

تعريف النفاذية Permeability:

 

في الكهرباء الساكنة، النفاذية هي قياس قدرة المادة على السماح بتكوين خطوط مغناطيسية للقوة أو مجال مغناطيسي بداخلها. يتحدث عن قدرة المغنطة التي تمتلكها المادة في المجال المغناطيسي المطبق. بكلمات أبسط، يمكننا تعريف النفاذية المغناطيسية على أنّها:

 

“المدى الذي يمكن أن تدخل فيه خطوط المجال المغناطيسي المادة.” أو “قوة توصيل خطوط المجال المغناطيسي بواسطة مادة ما.”

 

يشار إليها بحرف الأبجدية اليونانية (μ). فيما يلي جدول بالتمثيل الرياضي للنفاذية ووحدة النظام الدولي وصيغة الأبعاد:

 

التمثيل الرياضي

Permeability=Magnitude of magnetic induction(B) / Intensity of magnetic field(H)

μ=B / oB=μ H

وحدة (SI) H/m or TmA-1 where H is Henries
صيغة البعد [MLT-2A-2]

 

 

تسمّى نفاذية الفضاء الحر بثابت النفاذيّة ولها قيمة (μ0 = 4𝝅 × 10-7 H / m)، وهي كمية قياسية من الوسط المتنحي ومصنف من الدرجة الثانية للوسط متباين الخواص. تلعب النفاذيّة المغناطيسية دورًا مهمًا في تصنيف خاصية مغنطة المادة. يقال أنّ المادة غير مغناطيسية إذا كانت النفاذيّة المغناطيسية فيها أقل من (μ0). وبالمثل، يقال إنّ المادة مغنطيسية إذا كانت نفاذيّة المغناطيسية أكبر من (μ0).

 

الفرق بين السماحية والنفاذية:

 

أحد الاختلافات الرئيسية بين السماحيّة والنفاذيّة هو أنّ السماحيّة تقيس العائق الذي تولده المادة في تكوين مجال كهربائي. في حين أنّ النفاذية تقيس قدرة المادة على السماح لخطوط القوة المغناطيسية بالمرور خلالها. يتم شرح الاختلافات الأخرى بين السماحيّة والنفاذيّة أدناه في مخطط المقارنة.

 

جدول المقارنة بين السماحية والنفاذية:

 

أسس المقارنة السماحية النفاذية
التعريف تقيس السماحية عرض المقاومة بواسطة المادة في تكوين مجال كهربائي. تقيس النفاذية قدرة المادة على السماح لخطوط القوة المغناطيسية بالمرور خلالها.
الرمز ε μ
المعادلة نسبة شدة مجال الإزاحة إلى شدة المجال الكهربائي. نسبة كثافة المجال المغناطيسي وشدة المجال المغناطيسي.
وحدة (SI) فاراد / متر هنري / متر
الأساس الفيزيائي الاستقطاب المغنطة
الفضاء الحر سماحية الفراغ الحر تساوي (8.85  F/m). نفاذية الفراغ الحر (1.26 H/m).
المجال المجال الكهربائي المجال المغناطيسي
تستخدم في المكثفات المحثّ ونواة محول التيار

 

شرح الاختلافات الرئيسية بين السماحية والنفاذية:

 

  • تقيس السماحيّة الانسداد الناتج عن المادة في تكوين المجال الكهربائي، في حين أنّ النفاذيّة هي قدرة المادة على السماح للخطوط المغناطيسية بالمرور من خلالها.

 

  • يتم تمثيل السماحيّة بـ (ε) بينما تمثل (μ) النفاذيّة.

 

  • وحدة السماحيّة في النظام الدولي للوحدات هي “هنري / متر” (Henry/meter) ووحدة النفاذيّة “فاراد / متر” (Farad/meter).

 

  • السماحيّة هي بسبب الاستقطاب (polarization)، بينما النفاذيّة بسبب المغنطة (magnetization).

 

  • تبلغ المساحة الحرة للسماحيّة (8.85 F/m)، بينما تبلغ مساحة النفاذيّة (1.26 H/m).

 

 

  • تتطور السماحيّة العالية في المكثف بينما تتطور النفاذيّة العالية في المحثّ ونوى المحولات.

 

 

المصدر
What is the difference between permittivity and permeability ?Difference Between Permittivity & PermeabilityDifference Between Permittivity and PermeabilityPermittivity And Permeability

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى