Fis. - Costante presente in alcune leggi che
regolano il comportamento delle cariche elettriche sia da un punto di vista
elettrostatico sia elettrodinamico. Si deve distinguere la
c.d. assoluta
o
del vuoto, indicata abitualmente con il
simbolo ε
0,
dalla
c.d. relativa, indicata
abitualmente con il simbolo
ε
r. Si
può anche definire una
c.d.
totale, indicata generalmente con il simbolo
ε, che è il prodotto delle due precedenti,
cioè:
ε =
ε
0
·
ε
rIl
concetto di
c.d. comparve per la prima volta nella
legge di
Coulomb (V. COULOMB, CHARLES-AUGUSTIN, DE) che
introdusse oltre alla costante geometrica
(numero puro, uguale a 3,14) anche la costante
ε
0 o
permettività del vuoto, misurata in coulomb²/joule ·
metro (abbreviato: C²/J·m). Attualmente, essendo stata però
introdotta l'unità di misura della capacità, il
farad,
questa costante si può misurare più comodamente in farad/metro
(abbreviato: F/m), secondo il
valore:
ε
0
= 8,854·10
-12F/m
Esaminando
invece il comportamento delle cariche elettriche non nel vuoto ma in un
dielettrico, la legge di Coulomb è ancora valida se si opera una
correzione della costante, sostituendo cioè
ε
0
con ε, posta uguale al prodotto
ε
0
.
ε
r e
chiamando ε
r
permettività relativa del
dielettrico.
ε
r è
un numero puro, sempre maggiore di uno, ed è propria del materiale ed
indipendente dal sistema di misura: in pratica in un dielettrico qualsiasi le
forze coulombiane di attrazione o di repulsione sono sempre inferiori a quelle
che si avrebbero con la stessa distribuzione di cariche nel vuoto. ║
Misure delle c.d.: mentre la
c.d.
assoluta ε
0
è una costante universale, poiché non dipende né dalle
condizioni fisiche (essendo definita nel vuoto) né dai valori del campo
elettrico o dalla sua eventuale variazione di frequenza,
ε
r
dipende invece da fattori esterni, essendo legata alle caratteristiche del
materiale. Il metodo più semplice consiste nel misurare la differenza fra
la capacità presentata da un condensatore nel vuoto (o in un gas avente
una
ε
r
già nota) e quella del medesimo condensatore quando fra le sue armature
è interposto il dielettrico di cui si vuole misurare la
ε
r.
Diamo qui di seguito una tabella che riporta la
c.d. di alcune
sostanze:
Ambra 2,7
÷ 2,9
Acqua
distillata 78,2
Ardesia 6,6
÷ 7,4
Aria secca
(0 ° C, 760 mmHg) 1,0006
Bachelite C 5,6
÷ 7
Carta
bachelizzata 5
Carta paraffinata 2,5
÷ 4
Cartone
compresso 3 ÷
5
Celluloide 2 ÷
7
Colofonia 2,5 ÷
2,8
Diamante
16,5
Ebanite 2 ÷
3
Ghiaccio (a 0 °C)
86,4
Gomma vulcanizzata 3
÷ 4,5
Legno
paraffinato 2,5 ÷
7,7
Marmo 6 ÷
8,3
Mica 5 ÷
6
Paraffina solida 2
÷ 2,5
Porcellana
4,5 ÷
7
Polistirolo
2,6
Polietilene
2,3
Olio per trasformatori 2,2
÷ 2,5
Resine ABS
2,4 ÷ 5
Resine
acetaliche 3,7 ÷
3,9
Resine acriliche 3,5
÷ 5
Resine
alliliche 4,4 ÷
5,2
Resine cellulosiche 4
÷ 8
Resine
epossidiche 3,5 ÷
5
Resine epossi-vetro 3,5
÷ 5
Resine
melamminiche 6,2 ÷
15,5
Resine poliammidiche (nylons) 3,5
÷ 5,5
Resine
fenoliche 3,5 ÷
5
Resine poliesteri 3,6
÷ 4,4
Resine
siliconiche 3,5 ÷
5,2
Resine ureiche 7
÷ 9,5
Resine
uretaniche 4 ÷
7,5
Resine viniliche (PVC, ecc.) 3,2
÷ 9
Quarzo 4,3
÷ 4,6
Tela
bachelizzata 4,5 ÷
6
Vetro comune 4,5
÷ 10