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Elektrische Feldkonstante


Physikalische Konstante
Name Elektrische Feldkonstante
Formelzeichen [math]\varepsilon_0\,[/math]
Größenart Permittivität
Wert
SI [math]8{,}854\,187\,817 \ldots \cdot 10^{-12} \,\textstyle \mathrm{\frac{A\,s}{V\,m}}[/math]
Unsicherheit (rel.) (exakt)
Bezug zu anderen Konstanten
[math]\varepsilon_0 = 1 / (\mu_0 \, c^2)[/math]
[math]\mu_0[/math]: Magnetische Feldkonstante
[math]c[/math]: Lichtgeschwindigkeit
Quellen und Anmerkungen
Quelle SI-Wert: CODATA 2014 (Direktlink )

Die elektrische Feldkonstante [math]\varepsilon_0[/math], auch Permittivität des Vakuums, elektrische Konstante, Dielektrizitätskonstante des Vakuums, oder Influenzkonstante, ist eine physikalische Konstante, die eine Rolle bei der Beschreibung von elektrischen Feldern spielt. Sie gibt das Verhältnis der elektrischen Flussdichte zur elektrischen Feldstärke im Vakuum an. Der Kehrwert der elektrischen Feldkonstanten tritt als Proportionalitätsfaktor im Coulomb-Gesetz auf.

Terminologie

Die Konstante [math]\varepsilon_0[/math] wird nach dem derzeitigen deutschsprachigen Entwurf des Internationalen Größensystems als elektrische Feldkonstante bezeichnet.[1] Die Permittivität des Vakuums hat denselben Wert und wird noch als Erläuterung erwähnt. Weitere Bezeichnungen sind:

  • elektrische Konstante (vor allem aus der Übersetzung der im englischen Sprachraum üblichen Bezeichnung electric constant[2])
  • Dielektrizitätskonstante des Vakuums (nicht mehr empfohlen)
  • Influenzkonstante (veraltet)

Zahlenwert und Einheit

Aus den Maxwell-Gleichungen ergibt sich im Internationalen Einheitensystem (SI) ein einfacher Zusammenhang zwischen der elektrischen Feldkonstante, der magnetischen Feldkonstanten [math]\mu_0[/math] und der Lichtgeschwindigkeit [math]c[/math]:

[math]\varepsilon_0 \mu_0 c^2 = 1[/math].

Nachdem 1948 erst die magnetische Feldkonstante und 1983 auch die Lichtgeschwindigkeit auf einen exakten Wert festgelegt wurden, ist auch der Wert der elektrischen Feldkonstante exakt festgelegt. Dieser Wert ist:[2]

[math]\begin{align} \varepsilon_0 &= \frac{1}{\mu_0\ c^2}\\ &= 8,\!854\ 187\ 817\ldots \cdot 10^{-12} \frac {\mathrm{A}\,\mathrm{s}} {\mathrm{V}\,\mathrm{m}} \end{align}[/math]

Die Einheit von [math]\varepsilon_0[/math] kann auf verschiedene Weisen durch die abgeleiteten SI-Einheiten V = Volt, C = Coulomb und F = Farad ausgedrückt werden:

[math] \frac{\mathrm{A}\,\mathrm{s}}{\mathrm{V}\,\mathrm{m}} = \frac{\mathrm{C}}{\mathrm{V}\,\mathrm{m}} = \frac{\mathrm{F}}{\mathrm{m}} = \frac{\mathrm{A}^2\,\mathrm{s}^4} {\mathrm{kg}\,\mathrm{m}^3} = \frac{\mathrm{C}^2}{\mathrm{N}\,\mathrm{m}^2} [/math]

Fußnoten

  1. Faltblatt: Die gesetzlichen Einheiten in Deutschland. Juni 2015 (Online Version (PDF-Datei, 1,6 MB) ).
  2. 2,0 2,1 CODATA Recommended Values. National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 25. Juli 2015. Wert für die elektrische Feldkonstante.

Kategorien: Physikalische Konstante

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