Permittività elettrica

Si definisce permittività elettrica (detta anche permettività), indicata con \(\varepsilon\), è una grandezza fisica che descrive come un campo elettrico influenza, oppure viene influenzato da un mezzo dielettrico; essa è determinata dalla capacità di un materiale di polarizzarsi in presenza del campo elettrico e quindi ridurre il campo elettrico totale nel materiale. In breve quindi la permettività è la predisposizione di un materiale a trasmettere (o permettere) un campo elettrico.

Il suo valore è pari al prodotto della permittività relativa \(\varepsilon_r\) e quella nel vuoto \(\varepsilon_0\) (comunemente chiamata costante dielettrica del vuoto) e varia a seconda della frequenza del campo elettrico:

\[\varepsilon \left[\dfrac{\textrm{F}}{\textrm{m}}\right]=\varepsilon_r\cdot \varepsilon_0\]

La permettività elettrica si misura in farad al metro nel Sistema Internazionale. Si tratta di una grandezza che dipende in generale da diversi parametri, tra i quali la posizione nel mezzo, la frequenza del campo applicato, la temperatura o l’umidità. In particolare, se il materiale è omogeneo e anisotropo la costante dielettrica diventa una matrice; se non è omogeneo i coefficienti della matrice sono una funzione della posizione, e se non è lineare la costante dielettrica dipende dal campo elettrico, ed in generale anche dal tempo. Se la permittività elettrica dipende dalla frequenza il mezzo si dice dispersivo.

Nel caso in cui il mezzo sia lineare, omogeneo e isotropo, ponendo che la sua risposta all’applicazione del campo sia istantanea, la permittività elettrica è uno scalare. Se il materiale non è isotropo la permittività elettrica è un tensore del secondo ordine.

La permettività elettrica è fortemente legata alla suscettività elettrica, una proprietà del materiale che ne misura la predisposizione a polarizzarsi quando viene applicato un campo elettrico. La polarizzazione di atomi e molecole produce un campo elettrico aggiuntivo nel materiale, descritto attraverso il vettore induzione elettrica, e la permittività elettrica ne quantifica l’entità per unità di carica elettrica.