Dielectric

Ang usa ka kapasitor mahimong mogana kon ang duha ka plato/mga panid sa konduktor dili magdungan aron ang karga sa kuryente dili mobalhin gikan sa usa ka konduktor ngadto sa lain. Ingon man usab, aron ang karga sa kuryente dili mobalhin gikan sa konduktor ngadto sa hangin, ang wanang tali sa duha ka konduktor kinahanglan nga usa ka vacuum. Sa artikulo bahin sa mga parallel plate capacitor, ang capacitance sa usa ka parallel plate capacitor nahisgutan, diin ang duha ka plato gibulag sa usa ka vacuum. Ang capacitance sa usa ka capacitor sa usa ka vacuum adunay mga limitasyon, busa aron madugangan ang capacitance, usa ka dielectric ang gibutang taliwala sa duha ka plato/mga panid sa konduktor.

Ang dielectric usa ka insulator nga nagbulag sa duha ka conducting plate sa usa ka capacitor. Ang insulator usa ka materyal nga dili makadala og kuryente, sama sa plastik, bildo, papel, o kahoy. Ang gimbuhaton sa dielectric mao ang pagdugang sa capacitance, nga nagtugot sa capacitor sa pagtipig og daghang electrical charge ug potential energy.

Ang mga dielectric mopataas sa capacitance tungod kay ang electrical potential tali sa duha ka conducting plates mokunhod.

Ngano nga motaas ang kapasidad sa usa ka kapasitor human ibutang ang dielectric taliwala sa duha ka plato/conductor sheets? Aron mahibal-an ang tubag niini nga pangutana, hinumdomi una ang leksyon bahin sa Karga sa kuryenteSama sa mga karga sa kuryente nga nagduso-duso sa usag usa samtang ang dili parehas nga mga karga sa kuryente nagdani-dani sa usag usa. Pananglitan, ang mga positibong karga nagdani-dani sa usag usa. nga adunay negatibo nga karga, apan mosibog uban ang positibo nga karga. Nan nganong ang negatibo nga karga nga plastik makadani sa gagmay nga mga piraso sa papel nga wala’y karga sa kuryente? Nahitabo kini tungod kay ang mga piraso sa papel makasinati og polarisasyon sa karga. Ang mga electron sa mga insulating material sama sa papel dili makalihok nga gawasnon sama sa mga electron sa mga conducting material. Busa kung ang negatibo nga karga nga plastik gipaduol sa mga piraso sa papel, ang mga electron nga gigapos sa mga atomo masibog palayo sa negatibo nga karga nga plastik, nga moresulta sa polarisasyon sa negatibo nga karga ug positibo nga karga sa papel. Ang negatibo nga karga sa papel mas layo sa plastik, samtang ang positibo nga karga sa papel mas duol sa plastik. Dugang pa, ang negatibo nga karga sa plastik makadani sa positibo nga karga sa mga piraso sa papel hangtod nga ang mas gaan nga papel moduol sa plastik.

Ang proseso sa polarization, o charge polarization, nga mahitabo sa usa ka piraso sa papel susama sa charge polarization nga mahitabo sa usa ka dielectric. Sama sa gipakita sa hulagway sa wala, pananglitan, sa sinugdanan adunay duha ra ka electrically charged conductor plates. Ang wala nga plate kay positibo nga nakarga, samtang ang tuo nga plate kay negatibo nga nakarga, busa ang direksyon sa electric field gikan sa wala ngadto sa tuo.

Human mabutang ang dielectric taliwala sa duha ka conductor plate, ang positive charge sa wala nga plate modani sa mga electron sa duol nga dielectric surface, ug ang negative charge sa tuo nga plate mopapahawa sa mga electron sa duol nga dielectric surface. Ang mga electron sa dielectric, nga usa ka insulator, dili gawasnon nga molihok sama sa mga electron sa conductor. Busa, ang mga electron magpabilin nga nakagapos sa mga atomo, apan adunay polarization sa mga negatively charged electron ug sa mga positively charged proton, sama sa gipakita sa hulagway. Ang presensya sa usa ka positive charge sa tuo nga bahin sa mga dielectric atom ug usa ka negative charge sa wala nga bahin sa mga dielectric atom nagmugna og electric field nga gipunting gikan sa tuo ngadto sa wala, sa ingon nagpahuyang sa electric field nga namugna sa electric charge sa conductor plate nga gipunting gikan sa wala ngadto sa tuo. Busa ang electric field mokunhod dili tungod kay ang electric charge sa duha ka plate/conductor sheet mokunhod apan tungod kay ang usa ka electric field makita sa dielectric nga naa sa atbang nga direksyon. Kung ang dielectric tangtangon, ang kusog sa electric field nga namugna sa electric charge sa duha ka plate/conductor sheet mobalik sa orihinal nga kahimtang niini.

Kon ang kusog sa electric field nga namugna sa electric charge sa duha ka conductor plate mokunhod, nan ang electric potential tali sa duha ka conductor plate mokunhod usab tungod sa electric field. Ang elektrisidad direktang proporsyonal sa potensyal sa kuryente sama sa giingon sa ekwasyon nga E = V / d, diin ang E = electric field, V = electric potential ug d = distansya tali sa duha ka plato. Kon kaniadto adunay dielectric, ang potensyal sa kuryente kay V._o Mao nga human adunay dielectric, ang electric potential mokunhod ngadto sa V sa usa ka factor nga K. Sa matematika, ang V_o = KV o V = V_o / K o K = V_o / V, diin ang K = dielectric constant. V_o > V aron ang K>1.
Kinahanglan matikdan nga ang gidaghanon sa karga sa kuryente sa duha ka plato/conductor sheet wala mausab aron ang katapusang gidaghanon sa karga parehas sa inisyal nga gidaghanon sa karga (Q = Q)._oAng pagbag-o sa kapasidad sa kapasitor gikalkulo gamit ang mosunod nga pormula:

Deskripsyon sa pormula: C = katapusang kapasidad, C ₌ inisyal nga kapasidad, Q = katapusang karga, Q ₌ inisyal nga karga, V = katapusang potensyal, V ₌ inisyal nga potensyal, K = dielectric constant

Base sa equation sa ibabaw, nahinapos nga ang inisyal nga capacitance (C₂o ₎ mas gamay samtang ang katapusang capacitance (C₂) mas dako. Ang capacitance motaas sa usa ka factor nga K, diin ang K mao ang dielectric constant. Lahi ang dielectric constant value sa matag insulating material. Ang dielectric constant (K) resulta sa pagtandi sa capacitance sa usa ka capacitor kung mogamit og dielectric ngadto sa capacitance sa capacitor kung dili mogamit og dielectric.

Ang mga dielectric nagdugang sa capacitance tungod kay ang distansya tali sa duha ka conducting plate mikunhod.

Laing gimbuhaton sa dielectric mao ang pagpakunhod sa distansya (d) tali sa duha ka conductor plate aron ang electric field (E) ug electric voltage (V) tali sa duha ka conductor plate/sheet motaas sama sa giingon sa equation E = V / d. Kon ang electric field ug electric voltage tali sa duha ka plate/sheet motaas, ang capacitance sa capacitor motaas usab.
Kon ang kapasitor nga gihisgutan usa ka parallel plate, nan ang kapasidad niini gikalkulo gamit ang mosunod nga pormula:

Base sa duha ka pormula sa ibabaw, mahimong mahinuha nga ang capacitance (C) sa usa ka parallel plate capacitor mahimong madugangan pinaagi sa pagpakunhod sa distansya tali sa duha ka plate/conductor sheets (d).

Ang mga dielectric nagdugang sa capacitance tungod kay ang dielectric strength sa capacitor nagdugang.

Ang mga dielectric hinimo gikan sa mga insulating material nga, kung ibutang sa usa ka kusog kaayo nga electric field, makasinati og pagkaguba. Ang dielectric breakdown mahitabo kung ang electric field kusog kaayo nga kini hinungdan sa pagkatangtang sa mga electron gikan sa mga atomo, diin kini nga mga electron mabangga sa mga electron sa ubang mga atomo, hinungdan sa pag-agos sa electron sulod sa dielectric. Sa ato pa, ang dielectric breakdown hinungdan sa dielectric, nga usa ka electrical insulator, nga mahimong usa ka electrical conductor.

Aron malikayan ang kadaot, ang matag dielectric nga hinimo sa usa ka piho nga insulating material adunay labing taas nga kantidad sa electric field nga kaya niini, nga gitawag og dielectric strength. Ang dielectric strength sa usa ka insulating material mas dako kay sa dielectric strength sa hangin ug ang matag insulating material adunay lain-laing dielectric strength, ang uban gagmay ug ang uban dako. Busa kon ang usa ka dielectric nga adunay dako nga dielectric strength ang gamiton, ang electric field nga makuptan mas dako ug ang electric voltage nga makuptan mas dako usab. Kon ang electric field ug electric voltage nga namugna sa duha ka plate/conductor sheets mas dako, ang gidaghanon sa electric charge nga ma-accommodate sa conductor plate mas dako. Kon mas daghan ang charge nga naa sa conductor plate, mas dako ang capacitance sa capacitor.