Dielektriko estas izolilo, kiu apartigas la du platojn aŭ tavolojn de la konduktilo sur la kondensilo. Izoliloj estas materialoj, kiuj ne povas kondukti la elektran kurenton, ekzemple plasto, vitro, papero aŭ ligno. La funkcio de la dielektriko estas pliigi la kapacitancon, por ke la kondensilo povu stoki pli da elektra ŝargo kaj la elektran potencialan energion.
Kondensilo povas funkcii se ambaŭ konduktilaj platoj ne tuŝas unu la alian , por ke la elektra ŝargo ne moviĝu de unu konduktilo al alia. Simile, por ke la elektra ŝargo ne moviĝu de la konduktilo al la aero, la spaco inter la du konduktiloj devas esti vakuo. En la temo pri la paralela plato, la kondensilo estis diskutita pri la kapacitanco de paralelplataj kondensiloj, kiuj estas apartigitaj per vakuo. La kapacitanco de la kondensilo en vakuo havas limigojn, do por pligrandigi la kapacitancon, oni metu la dielektrikon inter la du platojn.
La dielektriko pliigas la kapacitancon ĉar la elektra potencialo inter la du konduktilaj platoj malpliiĝas
Kial la kapacitanco de la kondensilo pliiĝas post kiam la dielektriko estas metita inter la du platojn aŭ foliojn? Por trovi la respondon al ĉi tiu demando, unue memoru la lecionon pri la elektra ŝargo. Similaj elektraj ŝargoj forpuŝas unu la alian, dum malsimilaj elektraj ŝargoj altiras unu la alian. Ekzemple, pozitiva ŝargo altiras negativan ŝargon sed forpuŝas pozitivan ŝargon. Tiam kial negative ŝargitaj plastoj povas allogi malgrandajn paperpecojn, kiuj ne estas elektre ŝargitaj? Ĉi tio okazas ĉar la paperpeco spertas ŝargan polarigon.
Elektronoj en izolaj materialoj kiel papero ne povas moviĝi libere kiel elektronoj en konduktiloj. Do, kiam negative ŝargita plasto estas alportita proksimen al la paperfolio, la elektronoj ligitaj al la atomo estas forpuŝitaj de la negative ŝargita plasto. Tiel okazas polarigo de la negativa kaj pozitiva ŝargo sur la papero. La negativa ŝargo sur papero estas pli malproksima de la plasto, dum la pozitiva ŝargo sur papero estas pli proksima al la plasto. Tiam, la negativa ŝargo sur la plasto tiras la pozitivan ŝargon sur la paperfolio ĝis la papero moviĝas pli proksime al la plasto.
La polariga procezo de ŝargo, kiu okazas sur paperpecoj, similas al la polarigo de ŝargo, kiu okazas en la dielektriko. Kiel montrite en la figuro maldekstre, ekzemple, komence estis nur du pecoj de elektre ŝargitaj konduktiloj. La maldekstra plato estas pozitive ŝargita, dum la dekstra plato estas negative ŝargita, tiel ke la direkto de la elektra kampo estas de maldekstre dekstren.
Post kiam la dielektriko estas metita inter la du konduktilaj platoj, la pozitiva ŝargo sur la maldekstra plato tiras la elektronojn sur la proksima dielektrika surfaco. Ankaŭ, la negativa ŝargo sur la dekstra plato forpuŝas la elektronojn sur la proksima dielektrika surfaco. La elektronoj en la dielektriko, kiu estas izolilo, ne estas liberaj moviĝi kiel elektronoj en konduktilo. Tial, elektronoj restas ligitaj al la atomo, sed ekzistas polarigo de negative ŝargitaj elektronoj kaj pozitive ŝargitaj protonoj, kiel montrite en la figuro.
La ĉeesto de pozitiva ŝargo dekstre de la dielektrikaj atomoj kaj negativa ŝargo maldekstre estigas elektran kampon. Kiu estas de dekstre al maldekstre, malfortigas la elektran kampon generitan de la elektra ŝargo sur la konduktila plato, kiu estas de maldekstre al dekstre. Do, la elektra kampo malpliiĝas ne ĉar la elektra ŝargo sur la du platoj/folioj de la konduktilo malpliiĝas, sed ĉar la elektra kampo aperas en la dielektriko en la kontraŭa direkto. Se la dielektriko liberiĝas, la elektra kampa intenseco generita de la elektra ŝargo sur la du platoj aŭ folioj de la konduktilo revenas al normala stato.
If
La elektra kampa intenseco generita de la elektra ŝargo sur ambaŭ konduktilaj platoj estas reduktita, la elektra potencialo inter la du konduktilaj platoj ankaŭ estas reduktita. Ĉar la elektra kampo estas rekte proporcia al la elektra potencialo, kiel deklarite en la ekvacio E = V/d, kie E = elektra kampo, V = elektra potencialo kaj d = distanco inter la du platoj. Se antaŭe ekzistas elektra potencialo al la dielektriko, tiam post la dielektriko, la elektra potencialo estas reduktita al V per faktoro K.
Matematike, Vo = KV aŭ V = Vo / K aŭ K = Vo / V, kie K = dielektrika konstanto. Vo > V tiel ke K > 1.
Bonvolu noti, ke la kvanto de la elektra ŝargo sur ambaŭ platoj aŭ tavoloj de konduktiloj ne ŝanĝiĝas, tiel ke la kvanto de la fina ŝargo egalas al la kvanto de la komenca ŝargo (Q = Qo). La ŝanĝo en la kapacitanco de la kondensilo estas kalkulata jene:
C = fina kapacitanco, Co = komenca kapacitanco, Q = fina ŝargo, Qo = komenca ŝargo, V = fina potencialo, Vo = komenca potencialo, K = dielektrika konstanto
Surbaze de la supra ekvacio, oni konkludas, ke la komenca kapacitanco (Co) estas pli malgranda, dum la fina kapacitanco (C) estas pli granda. La kapacitanco pliiĝas je faktoro K, kie K estas la dielektrika konstanto. La valoro de la dielektrika konstanto de ĉiu izola materialo varias. La dielektrika konstanto (K) estas la rezulto de la rilatumo inter la kapacitanco de la kondensilo, kiam oni uzas dielektrikon, kaj la kapacitanco de la kondensilo, kiam oni ne uzas dielektrikon.
La dielektrika kapacitanco pligrandiĝas ĉar la distanco inter la du konduktilaj platoj malpligrandiĝas
Alia dielektrika funkcio estas redukti la distancon (d) inter la du konduktilaj platoj. Tiel ke la elektra kampo (E) kaj la elektra tensio (V) inter la du platoj aŭ tavoloj de konduktiloj pliiĝas, kiel deklarite per la ekvacio E = V / d. Se la elektra kampo kaj la elektra tensio inter la du platoj aŭ tavoloj pliiĝas, tiam la kapacitanco de la kondensilo pliiĝas.
Se la koncernaj kondensatoroj estas paralelaj, la kapacitanco estas kalkulata per la jena formulo:
Surbaze de la du formuloj supre, oni povas konkludi, ke la kapacitanco (C) de la paralelplataj kondensatoroj povas esti pligrandigita per redukto de la distanco inter la du platoj aŭ konduktilaj tavoloj (d).
La dielektrika kapacitanco pligrandiĝas ĉar la kapacitanco de la kondensilo pligrandiĝas
La dielektriko estas farita el izola materialo, kiu, se ĝi estas en forta elektra kampo, estos difektita. Dielektrika difekto okazas kiam la elektra kampo estas tiel forta, ke ĝi povas movi elektronojn for de la atomo, tiam la elektronoj trafas elektronojn sur aliaj atomoj tiel ke okazas la fluo de elektronoj en la dielektriko. Alivorte, dielektrika difekto kaŭzas, ke la dielektriko, kiu estas elektra izolilo, transformiĝas en elektran konduktilon.
Por eviti difekton, ĉiu dielektriko farita el certa izola materialo havas maksimuman elektran kampovaloron, kiun oni povas elteni, nomatan dielektrika forto. La dielektrika forto de la izola materialo estas pli granda ol la dielektrika forto de la aero, kaj ĉiu izola materialo havas malsaman dielektrikan forton, iuj estas malgrandaj kaj iuj estas grandaj. Do, se oni uzas dielektrikon kun granda dielektrika forto, la elektra kampo, kiun oni povas elteni, estas pli granda, kaj la tensio, kiun oni povas elteni, ankaŭ estas pli granda. Se la elektra kampo kaj la elektra tensio generita de la du platoj aŭ tavoloj de la konduktilo estas pli grandaj, des pli granda estas la kvanto de elektra ŝargo, kiun la konduktila plato povas alĝustigi. Ju pli da ŝargo estas interne de la konduktila plato, des pli granda estas la kapacitanco de la kondensilo.
