Permitivita

Z Multimediaexpo.cz

Aktuální verze z 14. 8. 2022, 14:53

Permitivita je fyzikální veličina popisující vztah mezi vektory intenzity elektrického pole a elektrické indukce v materiálu nebo vakuu.

Značení

• Značka veličiny: ε
• Základní jednotka: farad na metr, zkratka: 'Fm^-1'

Výpočet

Permitivitu lze určit ze vztahu

$\epsilon =\frac{D}{E}$,

kde $D$ je elektrická indukce a $E$ intenzita elektrického pole.

Permitivita vakua

Permitivita vakua je fyzikální konstanta, která se značí ${\epsilon }_0$, a jejíž hodnota v soustavě SI je

${\epsilon }_0=8,854187817\cdot {10}^{-12}\mathrm{F}\cdot {\mathrm{m}}^{-1}$

Permitivita vakua se vyskytuje např. v Coulombově zákoně pro elektrickou sílu mezi dvěma elektricky nabitými tělesy ve vakuu (v konstantě úměrnosti 1/4πε₀). Velikost permitivity vakua se neměří, jedná se o dohodnutou hodnotu. Velikost permitivity vakua nezávisí na směru ani rychlosti pohybu pozorovatele, což souvisí s teorií relativity.

Relativní permitivita

Jako relativní permitivita (dříve dielektrická konstanta) se označuje podíl permitivity daného materiálu a permitivity vakua, tedy

${\epsilon }_r=\frac{\epsilon }{{\epsilon }_0}$

Relativní permitivita je látková konstanta, která vyjadřuje, kolikrát se elektrická síla zmenší v případě, že tělesa s elektrickým nábojem jsou místo ve vakuu umístěna v látkovém prostředí (též kolikrát se zvětší kapacita kondenzátoru, umístí-li se mezi elektrody dielektrikum). Její hodnota závisí na vlastnostech daného materiálu - jde tedy o materiálovou konstantu. Relativní permitivita je bezrozměrná veličina. Permitivita $\epsilon$, kterou lze vyjádřit jako $\epsilon ={\epsilon }_0{\epsilon }_r$ bývá také označována jako absolutní permitivita daného materiálu. Absolutní permitivita nahrazuje permitivitu vakua ve všech elektrostatických rovnicích, jestliže prostor je místo vakua vyplněn dielektrikem.

Některé hodnoty relativní permitivity

Relativní permitivity některých materiálů

Pozn.: hodnoty závisejí na teplotě a přesném složení látky.

Vlastnosti

Pro střídavé elektromagnetické vlnění je permitivita představována funkcí závislou na frekvenci vlnění f a je komplexní. Je rovna podílu fázorů vektorů elektrické indukce $\mathbf{D}$ a intenzity elektrického pole $\mathbf{E}$:

$\epsilon (f)=\frac{\mathbf{D}(f)}{\mathbf{E}(f)}$.

Permitivita se spolu s permeabilitou vyskytuje též ve vztahu pro rychlost libovolného elektromagnetického vlnění. V nevodivém látkovém prostředí platí

$v=\frac{1}{\sqrt{\epsilon \mu }}$,

kde $v$ je rychlost šíření elektromagnetických vln. Při šíření elektromagnetických vln ve vakuu pak dostáváme speciální případ uvedeného vztahu

$c=\frac{1}{\sqrt{{\epsilon }_0{\mu }_0}}$,

kde $c$ je rychlost světla. V nehomogenním a neizotropním prostředí může být permitivita vyjádřena symetrickým tenzorem druhého řádu.

Související články

• Elektrická susceptibilita
• Permeabilita
• Optické konstanty
• Maxwellovy rovnice

Literatura

• Elektrotechnické tabulky pro průmyslové školy, SPN, Praha 1959, str. 22-25

Externí odkazy

• Petr Kulhánek: Metamateriály — Aldebaran bulletin 16/2006
• Tabulkové hodnoty dielektrické konstanty