Dr.-Ing. René Marklein - EFT I - WS 06/07 - Lecture 11 / Vorlesung 11 1 Elektromagnetische Feldtheorie I (EFT I) / Electromagnetic Field Theory I (EFT I) 11th Lecture / 11. Vorlesung University of Kassel Dept. Electrical Engineering / Computer Science (FB 16) Electromagnetic Field Theory (FG TET) Wilhelmshöher Allee 71 Office: Room 2113 / 2115 D Kassel Universität Kassel Fachbereich Elektrotechnik / Informatik (FB 16) Fachgebiet Theoretische Elektrotechnik (FG TET) Wilhelmshöher Allee 71 Büro: Raum 2113 / 2115 D Kassel Dr.-Ing. René Marklein

Dr.-Ing. René Marklein - EFT I - WS 06/07 - Lecture 11 / Vorlesung 11 2 ES Fields – Electric Voltage / ES Felder – Elektrische Spannung

Dr.-Ing. René Marklein - EFT I - WS 06/07 - Lecture 11 / Vorlesung 11 3 ES Fields – Electric Voltage / ES Felder – Elektrische Spannung In Electrostatics is the Electric Voltage Independent of the Integration Path. / In der Elektrostatik ist die elektrische Spannung unabhängig vom Integrationsweg. Because / Weil Field Lines / Feldlinien Equipotential Lines / Äquipotentiallinien

Dr.-Ing. René Marklein - EFT I - WS 06/07 - Lecture 11 / Vorlesung 11 4 ES Fields – Electric Polarization of Materials / ES Felder – Elektrische Polarisation von Materialien Non-Polar Dielectrics Atoms and Molecules are non-charged and carry no Electric Dipole Moment. / Unpolare Dielektrika Atome und Moleküle sind nicht geladen und tragen kein elektrische Dipolmoment. Polar Dielectrics Molecules, which have natural electric dipole moment, because of their natural configuration, like, for example the water molecule. The electric dipoles are due to the thermal motion statistically orientated, and the mean value vanishes. / Polare Dielektrika Moleküle, die bedingt durch ihren Aufbau, ein natürliches elektrisches Dipolmoment besitzen, wie z.B. das Wassermolekül. Die elektrischen Dipole sind allerdings wegen der Wärmebewegung statistisch ausgerichtet, und ihr Mittelwert verschwindet. Ferroelectric Mater, Electrets Molecules with a natural electric dipole moment and a strong interaction with neighboring molecules, so that a strong mutual averaged dipole moment is generated. Examples are Barium Titanate (BaTiO 3 ), Lead-Titanate-Zirconate (PZT, Pb[ZrxTi1-x]O3 x = 0.52), Quartz. / Ferroelektrische Materie, Elektrete Moleküle mit einem natürlichen elektrischen Dipolmoment, die eine starke Wechselwirkung mit benachbarten Molekülen besitzen, so dass sich die Dipole gegenseitig ausrichten. Es entsteht dadurch ein starkes mittleres Dipolmoment. Beispiele sind Bariumtitanat, Blei-Zirkonat-Titanat (PZT, Pb[ZrxTi1-x]O3 x = 0.52), Quarz.

Dr.-Ing. René Marklein - EFT I - WS 06/07 - Lecture 11 / Vorlesung 11 5 ES Fields – Electric Polarization of Materials / ES Felder – Elektrische Polarisation von Materialien Vacuum / Vakuum Vacuum / Vakuum Source / Quelle Vacuum / Vakuum Matter / Materie Source / Quelle Because of the applied E Field, which is generated by the source, the matter exhibits an electric polarization. / Aufgrund des anliegenden E-Feldes, welches durch die Quelle generiert wird, kommt es zur elektrischen Polarisation der Materie Electric Dipole / Elektrischer Dipol Vacuum / Vakuum

Dr.-Ing. René Marklein - EFT I - WS 06/07 - Lecture 11 / Vorlesung 11 6 ES Fields – Electric Polarization of Materials / ES Felder – Elektrische Polarisation von Materialien Vacuum / Vakuum Matter / Materie Source / Quelle Because of the applied E Field, which is generated by the source, the matter exhibits an electric polarization. / Aufgrund des anliegenden E-Feldes, welches durch die Quelle generiert wird, kommt es zur elektrischen Polarisation der Materie Electric Dipoles / Elektrische Dipole Matter / Materie Electric Dipole Moment Density / Elektrische Dipolmomentendichte Total Electric Dipole Moment Density / Elektrische Gesamtdipolmomentendichte Total Electric Dipole Density / Elektrisches Gesamtdipolmoment

Dr.-Ing. René Marklein - EFT I - WS 06/07 - Lecture 11 / Vorlesung 11 7 ES Fields – Electric Polarization of Materials / ES Felder – Elektrische Polarisation von Materialien Chain of Electric Dipoles / Kette von elektrischen Dipolen Electric Surface Charge / Elektrische Flächenladung Internal Electric Dipoles Compensate / Innere elektrische Dipole kompensieren sich

Dr.-Ing. René Marklein - EFT I - WS 06/07 - Lecture 11 / Vorlesung 11 8 ES Fields – Electric Polarization of Materials / ES Felder – Elektrische Polarisation von Materialien Electric Dipoles / Elektrische Dipole Relative Permittivity / Relative Permittivität Electric Susceptibility / Elektrische Suszeptibilität

Dr.-Ing. René Marklein - EFT I - WS 06/07 - Lecture 11 / Vorlesung 11 9 ES Fields – Electric Polarization of Materials / ES Felder – Elektrische Polarisation von Materialien General Case / Allgemeiner Fall Isotropic Case / Isotroper Fall Anisotropic Case / Anisotroper Fall

Dr.-Ing. René Marklein - EFT I - WS 06/07 - Lecture 11 / Vorlesung End of the 11th Lecture / Ende der 11. Vorlesung