Elektrická konstanta

Elektrická konstanta (dříve nazývaná také dielektrická konstanta ) je fyzikální konstanta, skalární veličina zahrnutá do vyjádření některých zákonů elektromagnetismu , včetně Coulombova zákona , když je zapsána v racionalizované formě odpovídající Mezinárodní soustavě jednotek (SI) [1 ] .

Někdy se za použití zastaralé terminologie nazývá elektrická (nebo dielektrická) permitivita vakua [2] . Měří se ve faradech dělených metrem .

Definice

Podle definice v SI je elektrická konstanta vztažena k rychlosti světla a magnetická konstanta vztahem [1] $\varepsilon_{0}$ $C$ $\mu_{0}$

\varepsilon _{0}={\frac {1}{\mu _{0}c^{2}}}.

Číselná hodnota

V mezinárodní soustavě jednotek

Před změnou SI 2018-2019

Protože v SI platila pro magnetickou konstantu přesná rovnost H / m , pro elektrickou konstantu platil následující vztah: $\mu _{0}=4\pi \ \times \ 10^{{-7}}\$

\varepsilon _{0}={\frac {1}{4\pi c^{2}}}\cdot 10^{7}

m/H, [3]

být také přesný .

Vzhledem k tomu, že rychlosti světla v SI je přiřazena přesná hodnota, podle definice rovna 299 792 458 m/s , číselná hodnota v SI vyplývá z posledního vztahu: $\varepsilon_{0}$

{\displaystyle \varepsilon _{0}={\frac {1}{4\pi \cdot \ 299792458^{2}\times 10^{-7))))

F/m ≈ 8,85418781762039 10 −12 F m −1 .

Nebo, vyjádříme-li totéž pomocí základních jednotek SI ,

ε 0 ≈ 8,85418781762039 10 −12 m −3 kg −1 s 4 A 2 . Po změnách SI 2018-2019

Od roku 2019 vstoupily v platnost změny SI, mezi které patří zejména redefinice ampéru na základě stanovení číselné hodnoty elementárního náboje . To vedlo k tomu, že hodnota elektrické konstanty se stala experimentálně stanovenou veličinou, i když číselně její hodnota zůstala s vysokou přesností stejná. Hodnota elektrické konstanty doporučená CODATA [4] :

ε 0 \u003d 8,8541878128 (13) 10 -12 m -3 kg -1 s 4 A 2 nebo F m -1 .

V systému ČGS

V systému CGS lze také zavést elektrickou konstantu jako koeficient týkající se síly a indukce elektrického pole ve vakuu. Přitom v různých variantách systému CGS má elektrická konstanta různé rozměry a hodnoty. Konkrétně Gaussova soustava jednotek a soustava CGSE jsou konstruovány tak, že elektrická konstanta je bezrozměrná a rovná se 1 a v soustavě CGSM je rovna ε 0 = 1/ c 2 ≈ 1,11265005605362 10 −21 s 2 cm − 2 .

Některé rovnice elektrodynamiky v SI

V materiálových rovnicích jsou ve vakuu vektor elektrické indukce a vektor intenzity elektrického pole spojeny prostřednictvím elektrické konstanty : $\mathbf {D}$ $\mathbf {E}$

{\mathbf {D}}=\varepsilon _{0}\ {\mathbf {E}}.

Je také součástí Coulombova zákona (také ve vakuu):

\mathbf {F} _{12}={\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}\cdot {\frac {q_{1}q_{2}}{r_{12 }^{2))}{\frac {\mathbf {r} _{12}}{r_{12}}}

kde je síla dopadu prvního náboje na druhý a jsou velikosti těchto nábojů a je vektor poloměru druhého náboje, počítáno od prvního. ${\mathbf {F}}_{{12}}$ $q_{1}$ $q_{2}$ $\mathbf {r} _{12}$

Při použití SI se součin elektrické konstanty a relativní permitivity nazývá absolutní permitivita.

Viz také

Poznámky

↑ 1 2 Elektrická konstanta - článek ve Fyzikální encyklopedii
↑ Dengub V. M. , Smirnov V. G. Jednotky množství. Odkaz na slovník. - M . : Nakladatelství norem, 1990. - S. 213. - 240 s. — ISBN 5-7050-0118-5 .
↑ Rozměr m / Hn číselného koeficientu je z rozměru magnetické konstanty.
↑ CODATA Mezinárodně doporučené hodnoty základních fyzikálních konstant . Staženo: 20. května 2019.

Slovníky a encyklopedie	Velký Rus