'n Kapasitor kan funksioneer as die twee plate/geleiervelle nie aan mekaar raak nie sodat die elektriese lading nie van een geleier na die ander beweeg nie. Net so, sodat die elektriese lading nie van die geleier na die lug beweeg nie, moet die ruimte tussen die twee geleiers 'n vakuum wees. In die artikel oor parallelplaatkondensators is die kapasitansie van 'n parallelplaatkondensator bespreek, waar die twee plate deur 'n vakuum geskei word. Die kapasitansie van 'n kapasitor in 'n vakuum het beperkings, dus om die kapasitansie te verhoog, word 'n diëlektrikum tussen die twee plate/geleiervelle geplaas.
'n Diëlektrikum is 'n isolator wat die twee geleidende plate van 'n kapasitor skei. 'n Isolator is 'n materiaal wat nie elektrisiteit kan gelei nie, soos plastiek, glas, papier of hout. Die funksie van 'n diëlektrikum is om kapasitansie te verhoog, wat die kapasitor toelaat om 'n groot hoeveelheid elektriese lading en potensiële energie te stoor.
Diëlektrika verhoog kapasitansie omdat die elektriese potensiaal tussen die twee geleidende plate verminder word.
Waarom neem die kapasitansie van 'n kapasitor toe nadat 'n diëlektrikum tussen die twee plate/geleiervelle geplaas is? Om die antwoord op hierdie vraag te vind, onthou eers die les oor Elektriese ladingSoortgelyke elektriese ladings stoot mekaar af, terwyl ongelyke elektriese ladings mekaar aantrek. Positiewe ladings trek mekaar byvoorbeeld aan.
met 'n negatiewe lading, maar stoot af met 'n positiewe lading. Waarom kan negatief gelaaide plastiek dan klein stukkies papier aantrek wat nie elektries gelaai is nie? Dit gebeur omdat die stukkies papier ladingpolarisasie ervaar. Elektrone in isolerende materiale soos papier kan nie vrylik beweeg soos elektrone in geleidende materiale nie. Dus, wanneer negatief gelaaide plastiek naby stukkies papier gebring word, word die elektrone wat aan die atome gebind is, van die negatief gelaaide plastiek afgestoot, wat lei tot polarisasie van die negatiewe lading en positiewe lading op die papier. Die negatiewe lading op die papier is verder weg van die plastiek, terwyl die positiewe lading op die papier nader aan die plastiek is. Verder trek die negatiewe lading op die plastiek die positiewe lading op die stukkies papier aan totdat die ligter papier nader aan die plastiek beweeg.
Die polarisasieproses, of ladingpolarisasie, wat in 'n stuk papier plaasvind, is soortgelyk aan die ladingpolarisasie wat in 'n diëlektrikum plaasvind. Soos byvoorbeeld in die beeld aan die linkerkant getoon, is daar aanvanklik slegs twee elektries gelaaide geleierplate. Die linkerplaat is positief gelaai, terwyl die regterplaat negatief gelaai is, dus is die rigting van die elektriese veld van links na regs.
Nadat die diëlektrikum tussen die twee geleierplate geplaas is, trek die positiewe lading op die linkerplaat die elektrone op die nabygeleë diëlektriese oppervlak aan, en die negatiewe lading op die regterplaat stoot die elektrone op die nabygeleë diëlektriese oppervlak af. Die elektrone in die diëlektrikum, wat 'n isolator is, is nie vry om te beweeg soos die elektrone in die geleier nie. Daarom bly die elektrone aan die atome gebind, maar daar is 'n polarisasie van die negatief gelaaide elektrone en die positief gelaaide protone, soos in die prentjie getoon. Die teenwoordigheid van 'n positiewe lading aan die regterkant van die diëlektriese atome en 'n negatiewe lading aan die linkerkant van die diëlektriese atome skep 'n elektriese veld wat van regs na links gerig is, waardeur die elektriese veld wat gegenereer word deur die elektriese lading op die geleierplaat wat van links na regs gerig is, verswak word. Dus neem die elektriese veld af nie omdat die elektriese lading op die twee plate/geleiervelle afneem nie, maar omdat 'n elektriese veld in die diëlektrikum verskyn wat in die teenoorgestelde rigting is. Wanneer die diëlektrikum verwyder word, keer die elektriese veldsterkte wat gegenereer word deur die elektriese lading op die twee plate/geleiervelle terug na sy oorspronklike toestand.
As die sterkte van die elektriese veld wat deur die elektriese lading op die twee geleierplate gegenereer word, afneem, neem die elektriese potensiaal tussen die twee geleierplate ook af as gevolg van die elektriese veld.
Elektrisiteit is direk eweredig aan die elektriese potensiaal soos aangedui in vergelyking E = V / d, waar E = elektriese veld, V = elektriese potensiaal en d = afstand tussen die twee plate. As daar voorheen 'n diëlektrikum was, was die elektriese potensiaal V.o So nadat daar 'n diëlektrikum is, word die elektriese potensiaal verminder tot V met 'n faktor van K. Wiskundig, Vo = KV of V = Vo / K of K = Vo / V, waar K = diëlektriese konstante. Vo > V sodat K > 1.
Daar moet kennis geneem word dat die hoeveelheid elektriese lading op beide plate/geleiervelle nie verander nie, sodat die finale hoeveelheid lading dieselfde is as die aanvanklike hoeveelheid lading (Q = QoDie verandering in die kapasitansie van die kapasitor word bereken met behulp van die volgende formule:
![]()
Formulebeskrywing: C = finale kapasitansie, C o = aanvanklike kapasitansie, Q = finale lading, Q o = aanvanklike lading, V = finale potensiaal, V o = aanvanklike potensiaal, K = diëlektriese konstante
Gebaseer op die vergelyking hierbo, word die gevolgtrekking gemaak dat die aanvanklike kapasitansie (C o ) kleiner is terwyl die finale kapasitansie (C) groter is. Die kapasitansie neem toe met 'n faktor K, waar K die diëlektriese konstante is. Die diëlektriese konstante waarde van elke isolerende materiaal is verskillend. Die diëlektriese konstante (K) is die resultaat van die vergelyking van die kapasitansie van 'n kapasitor wanneer 'n diëlektrikum gebruik word met die kapasitansie van die kapasitor wanneer daar nie 'n diëlektrikum gebruik word nie.
Diëlektrika verhoog kapasitansie omdat die afstand tussen die twee geleidende plate verminder word.
Nog 'n funksie van die diëlektrikum is om die afstand (d) tussen die twee geleierplate te verminder sodat die elektriese veld (E) en elektriese spanning (V) tussen die twee geleierplate/velle toeneem soos aangedui deur die vergelyking E = V / d. As die elektriese veld en elektriese spanning tussen die twee plate/velle toeneem, neem die kapasitansie van die kapasitor toe.
As die betrokke kapasitor 'n parallelle plaat is, word die kapasitansie daarvan bereken met behulp van die volgende formule:

Gebaseer op die twee formules hierbo, kan die gevolgtrekking gemaak word dat die kapasitansie (C) van 'n parallelle plaatkondensator verhoog kan word deur die afstand tussen die twee plate/geleiervelle (d) te verminder.
Diëlektrika verhoog kapasitansie omdat die diëlektriese sterkte van die kapasitor toeneem.
Diëlektriese materiale word gemaak van isolerende materiale wat, wanneer dit in 'n baie sterk elektriese veld geplaas word, 'n deurslag sal ervaar. Diëlektriese deurslag vind plaas wanneer die elektriese veld so sterk is dat dit veroorsaak dat elektrone van atome losgemaak word, waar hierdie elektrone met elektrone in ander atome bots, wat elektronvloei binne die diëlektrikum veroorsaak. Met ander woorde, diëlektriese deurslag veroorsaak dat die diëlektrikum, wat 'n elektriese isolator is, 'n elektriese geleier word.
Om skade te voorkom, het elke diëlektrikum wat van 'n sekere isolerende materiaal gemaak is, 'n maksimum elektriese veldwaarde wat dit kan weerstaan, wat diëlektriese sterkte genoem word. Die diëlektriese sterkte van 'n isolerende materiaal is groter as die diëlektriese sterkte van lug en elke isolerende materiaal het 'n ander diëlektriese sterkte, sommige is klein en sommige is groot. Dus, as 'n diëlektrikum met 'n groot diëlektriese sterkte gebruik word, is die elektriese veld wat gehou kan word groter en die elektriese spanning wat gehou kan word, is ook groter. As die elektriese veld en elektriese spanning wat deur die twee plate/geleiervelle gegenereer word, groter is, is die hoeveelheid elektriese lading wat deur die geleierplaat geakkommodeer kan word, groter. Hoe meer lading daar in die geleierplaat is, hoe groter is die kapasitansie van die kapasitor.