Mae dielectrig yn inswleiddiwr sy'n gwahanu'r ddau blât neu ddalen o'r dargludydd ar y cynhwysydd. Mae inswleidyddion yn ddeunyddiau na allant ddargludo'r cerrynt trydanol, er enghraifft, plastig, gwydr, papur, neu bren. Y swyddogaeth dielectrig yw cynyddu'r cynhwysedd fel y gall y cynhwysydd storio mwy o wefr drydanol a'r ynni potensial trydanol.
Gall cynhwysydd weithredu os nad yw'r ddau blât dargludydd yn cyffwrdd â'i gilydd fel nad yw'r gwefr drydanol yn symud o un dargludydd i'r llall. Yn yr un modd, fel nad yw'r gwefr drydanol yn symud o'r dargludydd i'r awyr, rhaid i'r gofod rhwng y ddau ddargludydd fod yn wactod. Yn y pwnc am y plât paralel, trafodwyd cynhwysydd cynwysyddion platiau paralel sydd wedi'u gwahanu gan wactod. Mae gan gynhwysydd y cynhwysydd mewn gwactod gyfyngiadau felly er mwyn ehangu'r cynhwysydd, rhowch y dielectrig rhwng y ddau blât.
Mae'r dielectrig yn cynyddu'r cynhwysedd oherwydd bod y potensial trydanol rhwng y ddau blât dargludydd yn lleihau
Pam mae cynhwysedd y cynhwysydd yn cynyddu ar ôl gosod y dielectrig rhwng y ddau blât neu ddalen? I ddarganfod yr ateb i'r cwestiwn hwn, yn gyntaf, cofiwch y wers am y gwefr drydanol. Mae gwefrau trydanol tebyg yn gwrthyrru ei gilydd, tra bod gwefrau trydanol annhebyg yn denu ei gilydd. Er enghraifft, mae gwefr bositif yn denu gwefr negatif ond yn gwrthyrru gwefr bositif. Yna pam y gall plastigau â gwefr negatif ddenu darnau bach o bapur nad ydynt wedi'u gwefru'n drydanol? Mae hyn yn digwydd oherwydd bod y darn o bapur yn profi polareiddio gwefr.
Ni all electronau mewn deunyddiau inswleiddio fel papur symud yn rhydd fel electronau yn y deunyddiau dargludol. Felly, pan ddaw'r plastig â gwefr negatif yn agos at y darn o bapur, mae'r electronau sydd wedi'u rhwymo i'r atom yn cael eu gwrthod i ffwrdd o'r plastig â gwefr negatif. Felly mae polareiddio'r gwefr negatif a'r gwefr bositif ar y papur. Mae'r gwefr negatif ar bapur ymhellach i ffwrdd o blastig, tra bod gan y gwefr bositif ar bapur bellter agosach at blastig. Yna, mae'r gwefr negatif ar y plastig yn tynnu'r gwefr bositif ar y darn o bapur nes bod y papur yn symud yn agosach at y plastig.
Mae'r broses polareiddio gwefr sy'n digwydd ar ddarnau o bapur yn debyg i'r polareiddio gwefr sy'n digwydd yn y dielectrig. Fel y dangosir yn y ffigur ar yr ochr chwith, er enghraifft, ar y dechrau, dim ond dau ddarn o ddargludyddion â gwefr drydanol oedd yno. Mae'r plât chwith wedi'i wefru'n bositif tra bod y plât dde wedi'i wefru'n negyddol fel bod cyfeiriad y maes trydan o'r chwith i'r dde.
Ar ôl i'r dielectrig gael ei osod rhwng y ddau blât dargludydd, mae'r gwefr bositif ar y plât chwith yn tynnu'r electronau ar yr wyneb dielectrig cyfagos. Yn ogystal â hynny, mae'r gwefr negatif ar y plât dde yn gwrthyrru'r electronau ar yr wyneb dielectrig cyfagos. Nid yw'r electronau yn y dielectrig, sy'n inswleiddiwr, yn rhydd i symud fel electronau mewn dargludydd. Felly, mae electronau'n parhau i fod wedi'u rhwymo i'r atom, ond mae polareiddio o electronau â gwefr negatif a phrotonau â gwefr bositif, fel y dangosir yn y ffigur.
Mae presenoldeb gwefr bositif ar ochr dde'r atomau dielectrig a gwefr negatif ar ochr chwith yr atomau dielectrig yn arwain at faes trydanol. Sydd o'r dde i'r chwith, sy'n gwanhau'r maes trydanol a gynhyrchir gan y gwefr drydanol ar blât y dargludydd, sydd o'r chwith i'r dde. Felly, mae'r maes trydanol yn lleihau nid oherwydd bod y gwefr drydanol ar ddau blât/dalen y dargludydd yn lleihau, ond oherwydd bod y maes trydanol yn ymddangos yn y dielectrig i'r cyfeiriad arall. Os caiff y dielectrig ei ryddhau, mae cryfder y maes trydanol a gynhyrchir gan y gwefr drydanol ar ddau blât neu ddalen y dargludydd yn ôl i normal.
If
Mae cryfder y maes trydanol a gynhyrchir gan y gwefr drydanol ar y ddau blât dargludydd yn cael ei leihau, mae'r potensial trydanol rhwng y ddau blât dargludydd hefyd yn cael ei leihau. Gan fod y maes trydanol yn gymesur yn uniongyrchol â'r potensial trydanol fel y nodir yn yr hafaliad E = V / d, lle mae E = maes trydanol, V = potensial trydanol a d = y pellter rhwng y ddau blât. Os oes potensial trydanol i'r dielectrig o'r blaen yn Vo yna ar ôl y dielectrig, mae'r potensial trydanol yn cael ei leihau i V gan ffactor K.
Yn fathemategol, Vo = KV neu V = Vo / K neu K = Vo / V, lle mae K = y cysonyn dielectrig. Vo > V fel bod K > 1.
Noder nad yw swm y gwefr drydanol ar y ddau blât neu ddalen o ddargludyddion yn newid fel bod swm y gwefr derfynol yn hafal i swm y gwefr gychwynnol (Q = Qo). Cyfrifir y newid yng nghynhwysedd y cynhwysydd yn y ffordd ganlynol:
C = cynhwysedd terfynol, Co = cynhwysedd cychwynnol, Q = gwefr terfynol, Qo = gwefr gychwynnol, V = potensial terfynol, Vo = potensial cychwynnol, K = cysonyn dielectrig
Yn seiliedig ar yr hafaliad uchod, y casgliad yw bod y cynhwysedd cychwynnol (Co) yn llai tra bod y cynhwysedd terfynol (C) yn fwy. Mae'r cynhwysedd yn cynyddu gan ffactor o K, lle mae K yn gysonyn dielectrig. Mae gwerth cysonyn dielectrig pob deunydd inswleiddio yn amrywio. Y cysonyn dielectrig (K) yw canlyniad cymhareb cynhwysedd y cynhwysydd wrth ddefnyddio dielectrig, i gynhwysedd y cynhwysydd pan nad yw dielectrig yn cael ei ddefnyddio.
Mae'r cynhwysedd dielectrig yn cynyddu oherwydd bod y pellter rhwng y ddau blât dargludydd yn lleihau
Swyddogaeth dielectrig arall yw lleihau'r pellter (d) rhwng y ddau blât dargludydd. Fel bod y maes trydanol (E) a'r foltedd trydanol (V) rhwng y ddau blât neu ddalen o ddargludyddion yn cynyddu, fel y nodir gan yr hafaliad E = V / d. Os yw'r maes trydanol a'r foltedd trydanol rhwng y ddau blât neu ddalen yn cynyddu, yna mae cynhwysedd y cynhwysydd yn cynyddu.
Os yw'r cynwysyddion dan sylw yn gyfochrog, cyfrifir y cynhwysedd gan ddefnyddio'r fformiwla ganlynol:
Yn seiliedig ar y ddwy fformiwla uchod, gellir dod i'r casgliad y gellir cynyddu cynhwysedd (C) y cynwysyddion plât paralel trwy leihau'r pellter rhwng y ddau blât neu ddalennau dargludydd (d).
Mae'r cynhwysedd dielectrig yn cynyddu oherwydd bod cynhwysedd y cynhwysydd yn cynyddu
Mae'r dielectrig wedi'i wneud o ddeunydd inswleiddio a fydd, os yw mewn maes trydan cryf, yn cael ei ddifrodi. Mae difrod dielectrig yn digwydd pan fydd y maes trydan mor gryf fel y gall symud electronau oddi ar yr atom, yna mae'r electronau'n taro electronau ar atomau eraill fel bod llif electronau yn y dielectrig yn digwydd. Mewn geiriau eraill, mae difrod dielectrig yn achosi i'r dielectrig sy'n inswleiddwr trydan droi'n ddargludydd trydan.
Er mwyn osgoi difrod, mae gan bob dielectrig a wneir o ddeunydd inswleiddio penodol werth maes trydanol mwyaf y gellir ei ddal, a elwir yn gryfder dielectrig. Mae cryfder dielectrig y deunydd inswleiddio yn fwy na chryfder dielectrig yr aer ac mae gan bob deunydd inswleiddio gryfder dielectrig gwahanol, mae rhai yn fach a rhai yn fawr. Felly os defnyddir dielectrig sydd â chryfder dielectrig mawr, mae'r maes trydanol y gellir ei ddal yn fwy ac mae'r foltedd y gellir ei ddal hefyd yn fwy. Os yw'r maes trydanol a'r foltedd trydanol a gynhyrchir gan y ddau blât neu ddalen o'r dargludydd yn fwy, y mwyaf yw faint o wefr drydanol y gall y plât dargludydd ei gynnwys. Po fwyaf o wefr sydd y tu mewn i'r plât dargludydd, y mwyaf yw cynhwysedd y cynhwysydd.
