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Elektrische Feldkonstante

physikalische Konstante

Die elektrische Feldkonstante , 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.

Physikalische Konstante
Name Elektrische Feldkonstante
Formelzeichen
Größenart Permittivität
Wert
SI
Unsicherheit (rel.)
Bezug zu anderen Konstanten

: Magnetische Feldkonstante
: Lichtgeschwindigkeit
Quellen und Anmerkungen
Quelle SI-Wert: CODATA 2018 (Direktlink)

Inhaltsverzeichnis

TerminologieBearbeiten

Die Konstante   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.

Zusammenhänge mit anderen FeldkonstantenBearbeiten

Die Permittivität eines Materials  , die Permittivität des Vakuums   und die relative Permittivität   hängen gemäß der Beziehung   zusammen.

Zahlenwert und EinheitBearbeiten

Aus den Maxwell-Gleichungen ergibt sich im Internationalen Einheitensystem (SI) ein einfacher Zusammenhang zwischen der elektrischen Feldkonstante, der magnetischen Feldkonstanten   und der Lichtgeschwindigkeit  :

 .

  lässt sich aus der (mit Messunsicherheit behafteten) Feinstrukturkonstante   und exakt festgelegten Naturkonstanten bestimmen (neben der Lichtgeschwindigkeit   und der Elementarladung   wird dazu auch die Planck-Konstante   benötigt):

 

Die Einheit von   kann auf verschiedene Weisen durch die abgeleiteten SI-Einheiten Volt (V), Coulomb (C) und Farad (F) ausgedrückt werden:

 

GeschichteBearbeiten

Nachdem 1948 erst die magnetische Feldkonstante und 1983 auch die Lichtgeschwindigkeit auf einen exakten Wert festgelegt wurden, war damit bis zum Jahr 2019 auch der Wert der elektrischen Feldkonstante exakt festgelegt. Dieser Wert war:

 

Durch die auf der 26. Generalkonferenz für Maß und Gewicht beschlossenen Änderung der Basiseinheiten des SI-Systems erfolgt die Definition des Amperes seit dem 20. Mai 2019 auf Basis der Elementarladung   und der Definition der Sekunde. Die magnetische Feldkonstante   und damit auch die elektrische Feldkonstante   sind seitdem mit Messunsicherheit behaftete Messgrößen.

FußnotenBearbeiten

  1. Faltblatt: Die gesetzlichen Einheiten in Deutschland. Juni 2015 (Online Version (PDF-Datei, 1,6 MB)).