Permittivité

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La permittivité, ou permittivité diélectrique, est une propriété physique qui décrit la réponse d'un milieu donné à un champ électrique. C'est une grandeur essentielle de l'électrodynamique des milieux continus. Elle intervient dans de nombreux domaines, notamment dans l'étude de la propagation des ondes électromagnétiques, et en particulier la lumière visible. On la retrouve donc en optique, via l'indice de réfraction. Les lois gérant la réfraction et la réf
Permittivité

La permittivité, ou permittivité diélectrique, est une propriété physique qui décrit la réponse d'un milieu donné à un champ électrique. C'est une grandeur essentielle de l'électrodynamique des milieux continus. Elle intervient dans de nombreux domaines, notamment dans l'étude de la propagation des ondes électromagnétiques, et en particulier la lumière visible. On la retrouve donc en optique, via l'indice de réfraction. Les lois gérant la réfraction et la réflexion de la lumière y font appel. La permittivité est exprimée en farads par mètre (F/m). Elle peut aussi être exprimée par une quantité adimensionnelle: la permittivité relative ou constante diélectrique, normalisée par rapport à la permittivité du vide ε0 = 8, 854187×10-12F/m : \epsilon = \epsilon_0
- \epsilon_R Au niveau microscopique, la permittivité est liée à la polarisabilité électrique des molécules ou atomes constituant le milieu. La permittivité est une grandeur tensorielle (la réponse du matériau peut dépendre de l'orientation des axes cristallographiques du matériau), qui se réduit à un scalaire dans les milieux isotropes. Elle est très généralement complexe, la partie imaginaire étant liée au phénomène d'absorption ou d'émission du champ électromagnétique par le matériau. La constante diélectrique est également notée k dans le domaine des circuits intégrés et des semi-conducteurs. Les matériaux dits low-k sont des diélectriques à faible permittivité. Ils sont utilisés comme isolants entre les interconnexions métalliques pour diminuer le couplage entre celles-ci. | class="wikitable" |+ Permittivité relative de quelques isolants ! ! colspan="2" | Permittivité relative \epsilon_R |- ! Matériaux ! Minimal ! Maximal |- | Acétate de cellulose || 2.9 || 4.5 |- | Air || 1.0005 || |- | Alcool éthylique || 6.5 || 25 |- | Ambre || 2.6 || 2.7 |- | Ardoise || 7 || |- | Bakélite || 5 || 22 |- | Batiste || 4 || |- | Bois sec || 1.4 || 2.9 |- | Caoutchouc || 2 || 4 |- | Celluloïde || 4 || |- | Chlorure de sodium || 6.12 || |- | Cire d'abeille || 2.4 || 2.8 |- | Dioxyde de titane || 100 || |- | Durite || 4.7 || 5.1 |- | Eau a distillé || 34 || 78 |- | Ébonite || 2.7 || 2.7 |- | Fibre || 5 || |- | Fibre d'amiante || 3.1 || 4.8 |- | Formica || 3.6 || 6 |- | Gomme laque || 2.9 || 3.9 |- | Gutta-percha || 2.4 || 2.6 |- | Isolantite || 6.1 || |- | Kevlar || 3.5 || 4.5 |- | Lucite || 2.5 || |- | Mica || 4 || 9 |- | Mica rouge || 5.4 || |- | Micarta || 3.2 || 5.5 |- | Mousse de styrol || 1.03 || |- | Mycalex || 7.3 || 9.3 |- | Néoprène || 4 || 6.7 |- | Nylon || 3.4 || 22.4 |- | Papier || 1.5 || 3 |- | Paraffine || 2 || 3 |- | Plexiglass || 2.6 || 3.5 |- | Polycarbonate || 2.9 || 3.2 |- | Polyester || 3, 3 || |- | Polyéthylène || 2.5 || |- | Polyimide || 3.4 || 3.5 |- | Polystyrène || 2.4 || 3 |- | Porcelaine || 5 || 6.5 |- | PVC || 5 || |- | Pyrex de verre || 4.6 || 5 |- | Quartz || 5 || 5 |- | Résine époxyde || 3.4 || 3.7 |- | Sélénium || 6 || |- | Silicone || 3.2 || 4.7 |- | Sol sec || 2.4 || 2.9 |- | Stéatite || 5.2 || 6.3 |- | Teflon || 2, 1 || |- | Tétrachlorure de carbone || 2.17 || |- | Titanate de baryum || 100 || 1250 |- | Verre || 3.8 || 14.5 |- | Vide || 1 (par définition) || |- | Vinylite || 2.7 || 7.5 |

Permittivité complexe

Dans un milieu diélectrique réel, il existe toujours à basses fréquences une faible conductivité liées à différents mécanismes microscopiques (défauts notamment). On parle alors de pertes diélectriques. On peut tenir compte de ces pertes en définissant une permittivité complexe : \varepsilon(\omega) = \varepsilon^\prime(\omega) - i\varepsilon^\prime\prime(\omega) Ces pertes sont souvent très faibles. La partie imaginaire est donc très petite devant la partie réelle. On parle alors parfois d'angle de perte, exprimé en pourcents et défini par : \delta_e \approx \tan\delta_e = \frac\varepsilon^\prime\prime\varepsilon^\prime Cette appelation s'explique par le fait que cet angle \delta_e est l'angle formé par les vecteurs champ électrique et déplacement électrique dans le plan complexe. Les parties réelles et imaginaires de la permittivité ne sont pas complètement indépendantes. Elles sont reliées par les relations de Kramers-Konig.

Relations avec d'autres propriétés physiques

Permittivité et susceptibilité

La susceptibilité

Permittivité et polarisabilité

La permittivité est une grandeur macroscopique ; la polarisabilité est définie pour un atome ou une molécule. Sous certaines hypothèses, il est possible de relier les deux : c'est la formule de Clausius-Mossotti.

Voir aussi

- Rigidité diélectrique
- Charge électrique
- Susceptibilité électrique
- Perméabilité magnétique
- Électrostatique
- Condensateur
- Coulomb (unité) ==
Sujets connexes
Air   Ambre   Bakélite   Champ électrique   Charge électrique   Condensateur (électricité)   Dioxyde de titane   Farad   Indice de réfraction   Optique   Papier   Permittivité du vide   Perméabilité magnétique   Polarisabilité   Polyester   Polytétrafluoroéthylène   Rigidité diélectrique   Réflexion optique   Réfraction   Susceptibilité électrique   Verre   Vide  
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