Elektrisk forskyving

Elektrisk forskyving eller elektrisk flukstettleik, vanlegvis med symbolet $𝐃$, er eit vektorfelt som opptrer i Maxwell-likningane. Det er ein fysikalsk storleik lik produktet av den elektriske feltstyrken, E, og permittiviteten, ε. Elektrisk forskyving skuldast dels frie ladningar i eit stoff.

I SI-einingar vert D målt i coulomb per kvadratmeter (C/m²).

Definisjon

I eit dielektrikum fører eit elektrisk felt E til at bundne ladningar i stoffet (atomkjernar og elektrona deira) vert noko fråskild, slik at det vert skapt eit lokalt elektrisk dipolmoment. Den elektriske forskyvinga D er definert som

$𝐃\equiv {\epsilon }_0𝐄+𝐏,$

der ${\epsilon }_0$ er permittiviteten i vakuum og P er den (makroskopiske) tettleiken til dei permanente og induserte elektriske dipolmomenta i stoffet, kalla polarisasjonstettleik. Ved å skilje den totale mengda ladningstettleik i frie og bundne ladningar:

$\rho ={\rho }_f+{\rho }_b$

kan tettleiken skrivast om som ein funksjon av polarisasjonen P:

$\rho ={\rho }_f-\mathrm{\nabla }\cdot 𝐏.$

P er eit vektorfelt der divergensen gjev tettleiken av bundne ladningar ${\rho }_b$ i stoffet. Det elektriske feltet tilfredsstiller likninga:

$\mathrm{\nabla }\cdot 𝐄=\frac{1}{{\epsilon }_0}({\rho }_f+{\rho }_b)=\frac{1}{{\epsilon }_0}({\rho }_f-\mathrm{\nabla }\cdot 𝐏)$

og dermed

$\mathrm{\nabla }\cdot ({\epsilon }_0𝐄+𝐏)={\rho }_f$.

Forskyvingsfeltet tilfredsstiller derfor Gauss-lova i eit dielektrikum:

$\mathrm{\nabla }\cdot 𝐃=\rho -{\rho }_b={\rho }_f$ .

Kjelder

• Denne artikkelen bygger på «Electric displacement field» frå Mal:Wikipedia-utgåve, den 23. august 2012.