Parallellilevytilassa

Parallellilevytilassa tarkoitetaan tilaa, joka on rajattu kahdella toisiinsa nähden täysin parallelisella johtavalla levyllä. Tämä geometria on sähkömagnetiikassa klassinen ja soveltuu sekä elektrostatian että tapahtumien tarkasteluun, joissa kenttien yksinkertainen rakenne helpottaa analyysia.

Geometria ja rajat: Levyjen välinen etäisyys on d ja levyt ovat suuria sekä piiruillaan vaakatasossa. Oletetaan usein, että levyt ovat eristettyjä toisistaan ja tilaan voidaan sijoittaa dielektrinen aine, jonka permittivisyys on ε. Ideaalissa tapauksessa levyt ovat pituudeltaan ja leveyspathia suuret, jolloin reuna-efektit voidaan jättää huomiotta. Tangentiaalinen sähkökenttä E on nollaa johtavien pintojen sisäpuolella ja kentän normaali komponentti kulkee levyjen välillä.

Elektrostatia ja potentiaali: Kun levyille annetaan jännite V, sähkökenttä levyjen välissä on käytännössä E = V/d ja kenttä on suurin pystyssä levyn pinnassa. Potentiaali V(y) muuttuu lineaarisesti tilassa, jolloin vähittäinen pistekohtainen potentiaali riippuu etäisyydestä levyjen välillä. Sähkö varastoituu tilaan sähkövarauksina levyjen pintojen välillä.

Capacitans ja energia: Parallellilevytilan kapasitiivisuus voidaan esittää kappaleittain sekä levyn pinta-alaa A kohti: C' = ε/d, jolloin kokonaiskapasiteetti C = εA/d. Energiatapaus: u = 1/2 ε E^2 on energian tiheys, ja kokonaisenergia U = 1/2 CV^2.

Sähkömagneettinen waveguide-tilanne: Parallel-plate -geometria voi tukea TEM-tilaa ilman katto- taitekerroksia, jolloin taajuusketju ei aseta kattoja. Kentät ovat E kohtisuoraan levyihin ja H kentät ovat levyjen pituussuunnassa progression suuntaan.

Reuna- ja käytännön seikat: Todellisissa levyn mitoissa reuna-efektit ja dielektrinen epäideaalisuus voivat muuttaa kentän rakennetta, erityisesti lähellä levyjen reunoja. Parallellilevytilaa käytetään laajasti kapasiteettien suunnittelussa sekä tasaisen kentän ja mikroaaltotiedustelun malleissa.

Lisätietoa liittyy alueisiin kuten parallel­levy‑kondensaattori, sähkömagneettiset johdot, ja niveltyvät paralleeli-levytilat.