varaustiheydestä

Varaustiheys on fysikaalinen suure, joka kuvaa sähkövarauksen jakautumista avaruudessa. Se määritellään tilavuusvaraustiheydeksi ($\rho$), pintavaraustiheydeksi ($\sigma$) tai linjavaraustiheydeksi ($\lambda$), riippuen siitä, onko varaus jakautunut kolmiulotteisesti, kaksiulotteisesti vai yksiulotteisesti.

Tilavuusvaraustiheys $\rho$ ilmoittaa varauksen määrän tilavuusyksikköä kohti. Sen yksikkö SI-järjestelmässä on coulombia kuutiometriä kohti (C/m³). Pintavaraustiheys $\sigma$ kuvaa varauksen määrää pinta-alayksikköä kohti, ja sen yksikkö on C/m². Linjavaraustiheys $\lambda$ ilmoittaa varauksen määrän pituusyksikköä kohti, ja sen yksikkö on C/m.

Varaustiheyden käsite on tärkeä sähkömagnetismin teoriassa. Se esiintyy esimerkiksi Gaussin laissa, joka yhdistää sähkökentän vuon suljetun pinnan läpi ympäröivään kokonaisvaraukseen. Varaustiheyden avulla voidaan laskea sähkökenttiä ja potentiaaleja eri varausjakautumille. Esimerkiksi homogeenisesti varautuneen pallon sähkökentän laskeminen helpottuu, kun tunnetaan sen tilavuusvaraustiheys. Myös sähköisten dipolien ja kvadrupolien yhteydessä puhutaan varaustiheyden jakautumisesta. Joissakin yhteyksissä käytetään myös negatiivista varaustiheyttä kuvaamaan esimerkiksi elektronien jakautumista.