109.74.217.153: Пояснение физического смысла

2026-03-11T17:44:52Z

Пояснение физического смысла

Новая страница

'''Электрическая постоянная''' (ранее также носила название '''диэлектрической постоянной''') — физическая константа, [[скалярная величина]], входящая в выражения некоторых законов [[электромагнетизм]]а, в том числе [[Закон Кулона|закона Кулона]], при записи их в рационализованной форме, соответствующей [[СИ|Международной системе единиц (СИ)]]<ref name="ФЭ">[http://www.femto.com.ua/articles/part_2/4637.html ''Электрическая постоянная''] {{Wayback|url=http://www.femto.com.ua/articles/part_2/4637.html |date=20130302151220 }} — статья в Физической энциклопедии</ref>. Определяет напряжённость электрического поля в вакууме, где она максимальна, в отличие от ослабляющих напряжённость любых материальных сред.

Иногда, используя устаревшую терминологию, называют электрической (или диэлектрической) проницаемостью [[вакуум]]а<ref>{{книга |автор= {{nobr|Деньгуб В. М.}}, {{nobr|Смирнов В. Г.}}|заглавие= Единицы величин. Словарь-справочник|ответственный= |ссылка= |место=М. |издательство=Издательство стандартов |год=1990 |том= |страниц=240 |страницы=213 |isbn= 5-7050-0118-5|ref= }}</ref>. Измеряется в [[фарад]]ах, делённых на [[метр]] (в системе СИ). В [[СГС#СГСМ|системе СГС (Гауссовской)]] её
принимают равной единице.

== Определение ==
По определению в СИ электрическая постоянная <math>\varepsilon_0</math> связана со [[скорость света|скоростью света]] <math>c</math> и [[магнитная постоянная|магнитной постоянной]] <math>\mu_0</math> соотношением<ref name="ФЭ"/>

: <math>\varepsilon_0 = \frac{1}{\mu_0 c^2}.</math>

== Численное значение ==
=== В [[Международная система единиц|Международной системе единиц]] ===
==== До изменения СИ 2018—2019 годов ====
Поскольку в СИ для магнитной постоянной было справедливо ''точное'' равенство <math>\mu_0 = 4 \pi\ \times \ 10^{-7}\ </math>[[Генри (единица измерения)|Гн]]/[[Метр|м]], то для электрической постоянной выполнялось соотношение

: <math>\varepsilon_0 = \frac{1}{4 \pi c^2} \cdot 10^{7}</math>м/Гн,<ref>Размерность м/Гн у численного коэффициента — из размерности магнитной постоянной.</ref>

также являвшееся ''точным''.

Учитывая, что скорости света в СИ приписано точное значение, по определению равное {{s|{{formatnum:299792458}} м/с}}, из последнего соотношения следует численное значение <math>\varepsilon_0</math> в дореформенной СИ:

: <math>\varepsilon_0 = \frac{1}{4 \pi\cdot\ 299792458^2 \times 10^{-7}} </math> Ф/м ≈ 8,85418781762039 · 10−12 Ф·м−1.

Или, выражая то же через [[основные единицы СИ]],

: {{math|ε0}} ≈ 8,85418781762039 · 10−12 м−3·кг−1·с4·А2.

==== После [[Изменения определений основных единиц СИ (2019)|изменений СИ 2018—2019 годов]] ====
С [[2019 год]]а вступили в силу изменения в СИ, включающие, в частности, переопределение ампера на основе фиксации численного значения [[Элементарный заряд|элементарного заряда]]. Это привело к тому, что значение электрической постоянной стало экспериментально определяемой величиной, хотя численно её значение осталось прежним с высокой точностью.

Значение электрической постоянной, рекомендованное [[Комитет по данным для науки и техники|CODATA]]<ref>{{cite web
| url = https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?ep0
| title = CODATA Internationally recommended values of the Fundamental Physical Constants
| accessdate = 2024-05-10
| lang = en
| description =
| archiveurl = https://web.archive.org/web/20240510171355/http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?ep0
| archivedate = 2024-05-10
| url-status = live
}}</ref>:

: {{math|ε0}} = 8,8541878188(14) · 10−12 м−3·кг−1·с4·А2, или Ф·м−1.

=== В системе [[СГС]] ===
В системе СГС электрическая постоянная как коэффициент, связывающий напряжённость и индукцию электрического поля в вакууме, также может быть введена. При этом в различных вариантах системы СГС электрическая постоянная имеет разную размерность и значение. Конкретно, [[Гауссова система единиц]] и система [[СГСЭ]] построены так, что электрическая постоянная безразмерна и равна 1, а в системе [[СГСМ]] она равна {{nobr|{{math|ε0 {{=}} 1/''c''2 }} ≈ 1,11265005605362 · 10−21 с2·см−2}}.

== Физический смысл ==
Электрическая постоянная численно равна (в [[Фарад|фарадах]]) ёмкости плоского [[Электрический конденсатор|конденсатора]], имеющего пластины площадью 1 м2, расположенные в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга.

== Некоторые уравнения электродинамики в СИ ==
В [[Уравнения Максвелла|материальных уравнениях]], в вакууме, через электрическую постоянную связаны вектор [[Электрическая индукция|электрической индукции]] <math>\mathbf{D}</math> и вектор [[Напряжённость электрического поля|напряжённости электрического поля]] <math>\mathbf{E}</math>:
: <math>\mathbf{D} = \varepsilon_0 \ \mathbf{E}.</math>

Она также входит в запись [[Закон Кулона|закона Кулона]] (тоже в вакууме):
: <math>\mathbf{F}_{12}=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}\cdot\frac{q_1 q_2}{r_{12}^2} \frac{\mathbf{r}_{12}}{r_{12}}</math>,
где <math>\mathbf{F}_{12}</math> — [[сила]] воздействия первого [[Электрический заряд|заряда]] на второй, <math>q_1</math> и <math>q_2</math> — величины этих зарядов, а <math>\mathbf{r}_{12}</math> — [[радиус-вектор]] второго заряда, отсчитываемый от первого.

При использовании СИ произведение электрической постоянной на относительную [[диэлектрическая проницаемость|диэлектрическую проницаемость]] называют ''абсолютной'' диэлектрической проницаемостью.

== См. также ==
* [[Магнитная постоянная]]
* [[Скорость света]]
* [[Уравнения Максвелла]]

== Примечания ==
{{примечания}}

{{rq|
{{нет источников|дата=2010-09-17}}
{{нет иллюстрации|дата=2010-09-17}}
}}
{{ВС}}

[[Категория:Физические константы]]
[[Категория:Электричество]]

Электрическая постоянная - История изменений

109.74.217.153: Пояснение физического смысла