Constante dieléctrica o permitividad de los metales

Me pregunto cuál es la constante dieléctrica o la permitividad de los metales, particularmente el cobre. ¿Los metales tienen una permitividad infinita?

Puedes buscar esto en Internet. A bajas frecuencias, los metales tienen una gran permitividad, como se muestra aquí . Sin embargo, dado que menciona COMSOL, me pregunto si está trabajando en frecuencias más altas, en cuyo caso sugeriría buscar datos reales.

Respuestas (2)

En electromagnetismo, la permitividad absoluta es la medida de la resistencia que se encuentra al formar un campo eléctrico en un medio. En otras palabras, la permitividad es una medida de cómo un campo eléctrico afecta y es afectado por un medio dieléctrico.

Sí, los metales tienen una permitividad infinita ya que niegan por completo el campo eléctrico dentro de su volumen. Es decir, resistencia infinita a la creación de campo y, por lo tanto, permitividad infinita. Pero este caso es más válido para conductores perfectos ya que los conductores realistas tendrían defectos e impurezas.

Gracias. Ya que tengo que especificar la permitividad del cobre en mi simulación COMSOL con un número constante. ¿Puedo usar un número grande? ¿Es 1e10 lo suficientemente grande para expresar la permitividad de un metal?
Sí, definitivamente, las impurezas solo provocan pequeñas desviaciones del comportamiento idealista, si no fuera así, el blindaje eléctrico no sería realista y las jaulas de Faraday no serían reales. :)
¡¿Qué?! Los metales no tienen una permitividad infinita cuando se trata de señales de frecuencia distinta de cero, y esto definitivamente es importante en las aplicaciones.
De hecho, como señala DanielSank, el modelo de Drude predice una permitividad finita pero negativa (en realidad de valor complejo) cuando la densidad de electrones es lo suficientemente alta. En los plasmas, este cruce de permitividad positiva a negativa se denomina “densidad crítica”. Cuando se varía la frecuencia, el cruce se denomina "frecuencia de plasma". En el caso límite de frecuencia cero, la profundidad de la piel se vuelve cero: profundidad de la piel = λ/(4π*Im{sqrt(ε)}).
De acuerdo con @DanielSank. Esta respuesta es incorrecta. Debe tener mucho cuidado con la frecuencia a la que se propagan sus señales. A veces, la permitividad puede ser negativa, a veces positiva, a veces compleja; dependiendo de la frecuencia del campo incidente y de la frecuencia del plasma.

A diferencia de los dieléctricos, los electrones en los conductores no están unidos a los átomos, por lo tanto, los metales pueden modelarse como electrones en el espacio libre. La permitividad de los conductores es, por tanto, igual a la permitividad del espacio libre.

Los electrones no son vacío. El espacio libre ES vacío.
Toda esta discusión es engañosa. Los electrones en los conductores están unidos a los átomos. En efecto, las moléculas giran debido al potencial eléctrico, de modo que el efecto del potencial viaja por el cable y hace que el otro extremo tenga el potencial opuesto o al menos menor que el potencial aplicado. La velocidad de este efecto es menor que la velocidad de la luz en el espacio libre, que es de aproximadamente 1 pie por nanosegundo. En el cobre, es quizás el 93-98% de esa velocidad, dependiendo de la relación de 1/2 longitud de onda de la frecuencia del potencial eléctrico aplicado/por el diámetro del conductor, que generalmente es de cobre.
Los electrones se acoplan absolutamente a la radiación EM, esto es de hecho lo que hace que la permitividad eléctrica sea diferente en los materiales que en el vacío.
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