การอนุญาตและการซึมผ่าน: ความแตกต่างและการเปรียบเทียบ

ประเด็นที่สำคัญ

1. การอนุญาต (ε) วัดว่าวัสดุตอบสนองต่อสนามไฟฟ้าอย่างไร ในขณะที่ความสามารถในการซึมผ่าน (μ) วัดว่าวัสดุตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กอย่างไร
2. การอนุญาตจะกำหนดวิธีที่วัสดุเก็บพลังงานไฟฟ้าไว้ในสนามไฟฟ้า ในขณะที่ความสามารถในการซึมผ่านจะอธิบายว่าวัสดุสนับสนุนการก่อตัวของสนามแม่เหล็กภายในได้อย่างไร
3. การอนุญาตและการซึมผ่านส่งผลต่อความเร็วของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในวัสดุ ผลคูณของการอนุญาตและการซึมผ่านในสุญญากาศเท่ากับความเร็วของแสงยกกำลังสอง (c²) และค่าของพวกมันในวัสดุเฉพาะจะกำหนดความเร็วของคลื่น ความยาวคลื่น และคุณลักษณะอื่นๆ ในวัสดุนั้น

การอนุญาตคืออะไร?

แนวคิดเรื่องแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งอธิบายได้ด้วยอัตราส่วนของการกระจัดของไฟฟ้าต่อความเข้มของสนามไฟฟ้าที่ใช้ เรียกว่าความอนุญาต เมื่อมีการพัฒนากระแสไฟฟ้าในวัสดุ ก็มักจะสร้างแรงต้านทานต่อวัสดุนั้น ปัจจัยการต่อต้านนี้เรียกว่าการอนุญาต 

สัญลักษณ์ของเอปซิลอนใช้เพื่อแสดงถึงความยินยอม ค่าการอนุญาตที่พบในตัวกลางสุญญากาศคือประมาณ 8.85*10-12 ต้องใช้ประจุจำนวนหนึ่งเพื่อสร้างฟลักซ์ไฟฟ้าหนึ่งหน่วยในช่องสัญญาณ และเราใช้ความอนุญาตในการวัดค่าเหล่านั้น  

หน่วยมาตรฐานสากล (SI) ที่ใช้สำหรับการอนุญาตคือฟารัดต่อเมตร แทนที่จะเป็นเงื่อนไขสัมบูรณ์ การอนุญาตจะแสดงเป็นเงื่อนไขสัมพัทธ์ ในวัสดุศาสตร์และแม่เหล็กไฟฟ้า การอนุญาตถือเป็นสิ่งจำเป็นต่อการแพร่กระจายของสนามไฟฟ้า 

ค่าของค่าการอนุญาตของวัสดุจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับการวัดโพลาไรเซชันทางไฟฟ้า ยิ่งค่าของโพลาไรซ์ทางไฟฟ้ามีค่าน้อย การวัดค่าอนุญาตของวัสดุก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น 

ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมและการใช้งาน การอนุญาตมีสามประเภท: การอนุญาตแบบสัมบูรณ์ การอนุญาตแบบสัมพัทธ์ และการอนุญาตแบบคงที่ 

อุณหภูมิ ความถี่ แรงดันไฟฟ้าที่ใช้ ความชื้น และความแรงของสนามไฟฟ้าที่ใช้เป็นปัจจัยบางประการที่ส่งผลต่อความอนุญาต 

การซึมผ่านคืออะไร?

ในแม่เหล็กไฟฟ้า ความสามารถของวัสดุเฉพาะเพื่อให้เส้นแม่เหล็กหรือแรงแม่เหล็กหรือสนามแม่เหล็กก่อตัวขึ้นภายในตัวมันเอง เรียกว่าความสามารถในการซึมผ่านของวัสดุนั้น วัสดุยอมให้มีเส้นแม่เหล็กหรือสนามแม่เหล็กรวมอยู่ด้วย มันจะนำสนามแม่เหล็กและหยุดลงหลังจากที่มันซึมผ่านถึงจุดสูงสุดแล้ว 

ตัวอักษรกรีก mu ใช้แทนการซึมผ่านของวัสดุ ในการระบุคุณสมบัติการเป็นแม่เหล็กของวัสดุ จำเป็นต้องทราบความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กของวัสดุได้ สารนี้ถือเป็นพาราแมกเนติกหากความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กสูง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสิ่งนั้น 

หน่วยซึมผ่านมาตรฐานสากล (SI) คือเฮนรี่ต่อเมตร การซึมผ่านมีสี่ประเภทย่อย ได้แก่ การซึมผ่านที่มีประสิทธิภาพ การซึมผ่านของแม่เหล็ก การซึมผ่านแบบสัมบูรณ์ และการซึมผ่านแบบสัมพัทธ์ 

แนวคิดของการซึมผ่านแบบสัมบูรณ์รวมถึงการซึมผ่านในพื้นที่ว่าง มันเป็นค่าคงที่ อัตราส่วนที่ความสามารถในการซึมผ่านสัมบูรณ์หารด้วยความสามารถในการซึมผ่านสัมบูรณ์ของอากาศเรียกว่าความสามารถในการซึมผ่านสัมพัทธ์ 

ในด้านต่างๆ คำจำกัดความของการซึมผ่านจะแตกต่างกันไปตามสาร ตัวอย่างเช่น ในธรณีวิทยา ความสามารถของหินในการยอมให้ของไหลเข้าและไหลผ่านได้เรียกว่าการซึมผ่านของหิน 

ความแตกต่างระหว่างการอนุญาตและการซึมผ่าน

1. ในการอนุญาต จะมีการวัดความต้านทานของสาร ในทางกลับกัน ในด้านความสามารถในการซึมผ่านได้ วัดขอบเขตสูงสุดที่วัสดุสามารถทำให้เกิดแรงแม่เหล็กได้
2. อัตราส่วนของการกระจัดทางไฟฟ้าต่อความหนาแน่นของสนามไฟฟ้าแตกต่างกันไปตามค่าอนุญาตและการซึมผ่าน 
3. การอนุญาตเกิดจากการโพลาไรเซชัน ในทางกลับกัน การซึมผ่านเกิดจากการแม่เหล็ก
4. การอนุญาตจะพัฒนาสนามไฟฟ้า อย่างไรก็ตามการซึมผ่านจะขยายสนามแม่เหล็กออกไป 
5. อุปกรณ์ที่พัฒนาความสามารถในการอนุญาตสูง ได้แก่ ตัวเก็บประจุ; ในทางกลับกัน เครื่องจักรที่สร้างความสามารถในการซึมผ่านสูง ได้แก่ ตัวเหนี่ยวนำและหม้อแปลงไฟฟ้า 

การเปรียบเทียบระหว่างการอนุญาตและการซึมผ่าน

พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ	แรงต้านสนามไฟฟ้า	อาการแทรกเข้าไปได้
นักประดิษฐ์	โอลิเวอร์ เฮวิไซด์	วิลเลียม ทอมสัน
แสดงโดย	พยัญชนะตัวที่ 5 ของกรีก	Mu
หลักการสำคัญ	โพลาไรซ์	การทำให้เป็นแม่เหล็ก
หน่วย SI	เฮนรี่ต่อเมตร	ฟารัดต่อเมตร
การใช้งาน	การออกแบบตัวเก็บประจุ	การสำรวจน้ำมัน การออกแบบแกนกลางของหม้อแปลงไฟฟ้า ธรณีวิทยาปิโตรเลียม ฯลฯ

อ้างอิง

1. https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.64.056625
2. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1992STIN…9312084B/abstract

อัพเดตล่าสุด : 30 กรกฎาคม 2023