Elektrische veldconstante

De elektrische (veld)constante ${\displaystyle \varepsilon _{0}}$ (vroeger diëlektrische constante van het vacuüm) is een natuurkundige constante die de eenheid van elektrische lading verbindt met de mechanische eenheden. In het SI is de waarde

${\displaystyle \varepsilon _{0}=8{,}854187817\cdot 10^{-12}}$ F/m.^[1]

Deze waarde is een gevolg van de relatie ${\displaystyle \varepsilon _{0}\mu _{0}c^{2}=1}$ met de gedefinieerde lichtsnelheid ${\displaystyle c}$ en met de gedefinieerde magnetische veldconstante ${\displaystyle \mu _{0}}$.

De elektrische veldconstante treedt in de wet van Coulomb op als een evenredigheidsconstante, de constante van Coulomb:

${\displaystyle k={\frac {1}{4\pi \varepsilon _{0}}}={\frac {\mu _{0}\ c^{2}}{4\pi }}=10^{-7}\ c^{2}\approx 8{,}987\ 551\ 787\ \cdot 10^{9}\approx 9\cdot 10^{9}}$ N·m²/C².

In vacuüm is de elektrische veldconstante de verhouding tussen het elektrisch veld ${\displaystyle \mathbf {E} }$ (waarmee men coulombkrachten uitrekent) en het elektrische verplaatsingsveld ${\displaystyle \mathbf {D} }$:

${\displaystyle \mathbf {D} =\varepsilon _{0}\ \mathbf {E} }$

Terminologie

Historisch heeft de constante ${\displaystyle \varepsilon _{0}}$ verschillende namen gehad. Algemeen spreekt men van "de diëlektrische constante van een vacuüm". Het rode IUPAP-boekje van 1987 spreekt van vacuum permittivity.^[2] Nu is de natuurkundige nomenclatuur van het BIPM in het Frans "constante électrique" en in het Engels "the electric constant".^[1] Er wordt echter ook wel gesproken van de "permittivity of free space".^[3] In het Duits is "elektrische Feldkonstante" de officiële term.^[4]

Toekomst

Volgens de herdefinitie van de basiseenheden, waaronder ook een herdefinitie van de ampère, zal de bovenstaande formule ${\displaystyle k=10^{-7}\ c^{2}}$ weliswaar nog steeds met grote nauwkeurigheid, maar niet meer exact, gelden.

Voetnoten