Constante Diélectrique vs Permittivité
En électromagnétisme, la permittivité, également connue sous le nom de permittivité absolue, est une mesure de la polarisabilité électrique d’un diélectrique ou d’un isolant. La constante diélectrique d’un isolant mesure la capacité de l’isolant ou du diélectrique à stocker de l’énergie électrique dans un champ électrique. La permittivité relative, qui est notée εr, est la même quantité que la constante diélectrique notée par κ (kappa). La constante diélectrique est encore utilisée mais dépréciée par les organisations de normalisation en ingénierie.
Capacitance et Polarisation Électrique
La permittivité caractérise également la capacité du diélectrique à stocker de l’énergie électrique dans un champ électrique. Un matériau à haute permittivité, tel que le titanate de strontium, se polarise davantage en réponse à un champ électrique appliqué qu’un matériau à faible permittivité, stockant ainsi plus d’énergie dans le matériau. En électrostatique, la permittivité joue un rôle important dans la détermination de la capacité d’un condensateur.
Permittivité Absolue et Relative
La permittivité absolue est souvent représentée par la permittivité relative dimensionnelle, εr, qui est le rapport de la permittivité absolue ε et de la permittivité du vide ε0. La principale différence entre la permittivité relative et absolue est que la permittivité relative est une unité sans dimension, tandis que les unités de permittivité absolue sont des farads par mètre.
Permittivité du Vide et Vitesse de la Lumière
La permittivité du vide (également appelée permittivité de l’espace libre ou constante électrique), ε0, est une constante physique qui est une mesure de la densité d’un champ électrique « permise » à se former en réponse à des charges électriques. Elle est également liée à l’énergie stockée dans un champ électrique et à la capacitance. Plus surprenant peut-être, elle est fondamentalement liée à la vitesse de la lumière.
Impact sur la Capacitance
La permittivité relative d’un vide est unitaire par définition. Étant donné que l’air est principalement un espace vide, sa permittivité relative mesurée est seulement légèrement supérieure à l’unité (κair = 1.0006). Même le papier commun peut augmenter considérablement la capacité d’un condensateur, et certains matériaux, comme le titanate de strontium, peuvent augmenter la capacité de plus de deux ordres de grandeur. Plus la permittivité relative est élevée, plus la quantité de charge qui peut être retenue est importante. La capacité d’un condensateur est augmentée d’un facteur de permittivité relative lorsque l’écart entre les plaques est complètement rempli par un diélectrique. C = εrC0 = κeC0 où C0 est la capacité entre les plaques sans diélectrique.
