Permittiviteetti

Permittiviteetti on sähkömagnetismin grundegenskap som beskriver hur ett material reagerar på ett elektriskt fält. Den avgör hur mycket materialet polariseras när ett fält appliceras och därmed hur mycket elektrisk energi som kan lagras i fältet. I uppslaget E är det elektriska fältet, D är elektriska induktionen och ε är materialets permittivitet. Sambandet skrivs vanligtvis som D = ε E.

Materialets permittivitet kan delas upp i den absoluta permittiviteten ε och den relativa permittiviteten εr, där ε = ε0 εr och ε0 är vakuumpermittiviteten (ungefär 8,854×10^-12 F/m). εr är en storhet utan enhet som anger hur mycket materialet skiljer sig från vakuum. Vissa exempel: luft nära 1, vatten runt 80 vid låga frekvenser, glas oftast 4–7. Permittiviteten påverkar bland annat kapacitansen hos en dielektryk: C = ε A / d, där A är area och d är avstånd i en rektangulär kapacitans.

I växelströmsfält kan permittiviteten vara komplex, ε* = ε' − i ε''. Här beskriver ε' energin som lagras i fältet, medan ε'' förlorad energi. Förhållandet mellan ε och förtvining beskrivs med förlusterfaktorn tan δ = ε''/ε'. Materialets permittivitet kan också vara anisotrop och då är ε en tensor.

Användningar och betydelse: permittivitet avgör hur elektromagnetiska vågor propagerar i material (hastighet v ≈ c/√(εr μr) när μr ≈ 1), hur täta olika dielektrika börjar i kapacitans och hur optiska egenskaper som refraktionsindex n (n ≈ √(εr μr) för icke-magnetiska medier) uppträder. Den fyller viktiga roller i elektronik, telekommunikation och materialvetenskap.