Yon dyelèktrik se yon izolan ki separe de plak oswa fèy kondiktè a sou kondansateur a. Izolan yo se materyèl ki pa ka kondui kouran elektrik la, pa egzanp, plastik, vè, papye, oswa bwa. Fonksyon dyelèktrik la se ogmante kapasitans lan pou kondansateur a ka estoke plis chaj elektrik ak enèji potansyèl elektrik la.
Yon kondansateur ka fonksyone si tou de plak kondiktè yo pa touche youn lòt pou chaj elektrik la pa deplase soti nan yon kondiktè al nan yon lòt. Menm jan an tou, pou chaj elektrik la pa deplase soti nan kondiktè a pou ale nan lè a, espas ki genyen ant de kondiktè yo dwe yon vid. Nan sijè ki pale de plak paralèl la, yo te pale de kapasitans kondansateur plak paralèl ki separe pa yon vid. Kapasitans kondansateur a nan yon vid gen limitasyon, kidonk pou ogmante kapasitans lan, mete dyelèktrik la ant de plak yo.
Dielektrik la ogmante kapasitans lan paske potansyèl elektrik ant de plak kondiktè yo diminye.
Poukisa kapasitans kondansateur a ogmante apre yo fin mete dyelèktrik la ant de plak oswa fèy yo? Pou jwenn repons kesyon sa a, premyèman, sonje leson sou chaj elektrik la. Chaj elektrik ki sanble repouse youn lòt, alòske chaj elektrik ki kontrè atire youn lòt. Pa egzanp, yon chaj pozitif atire yon chaj negatif men repouse yon chaj pozitif. Alò, poukisa plastik ki chaje negatif ka atire ti moso papye ki pa chaje elektrikman? Sa rive paske moso papye a sibi polarizasyon chaj.
Elektwon ki nan materyèl izolan tankou papye pa ka deplase lib tankou elektwon ki nan materyèl kondiktè yo. Kidonk, lè plastik ki chaje negatif la pwoche bò moso papye a, elektwon ki lye ak atòm nan rejte lwen plastik ki chaje negatif la. Sa fè gen yon polarizasyon ant chaj negatif ak chaj pozitif ki sou papye a. Chaj negatif ki sou papye a pi lwen plastik la, alòske chaj pozitif ki sou papye a pi pre plastik la. Apre sa, chaj negatif ki sou plastik la rale chaj pozitif ki sou moso papye a jiskaske papye a pwoche bò plastik la.
Pwosesis polarizasyon chaj ki fèt sou moso papye yo sanble ak polarizasyon chaj ki fèt nan dyelektrik la. Jan yo montre nan figi ki sou bò gòch la, pa egzanp, okòmansman, te gen sèlman de moso kondiktè ki chaje elektrikman. Plak goch la chaje pozitivman pandan plak dwat la chaje negatifman, sa ki fè direksyon chan elektrik la soti goch pou ale adwat.
Apre yo fin mete dyelèktrik la ant de plak kondiktè yo, chaj pozitif ki sou plak goch la rale elektwon ki sou sifas dyelèktrik ki toupre a. Epitou, chaj negatif ki sou plak dwat la repouse elektwon ki sou sifas dyelèktrik ki toupre a. Elektwon ki nan dyelèktrik la, ki se yon izolan, pa lib pou yo deplase tankou elektwon ki nan yon kondiktè. Se poutèt sa, elektwon yo rete lye ak atòm nan, men gen yon polarizasyon ant elektwon ki chaje negatif ak pwoton ki chaje pozitivman, jan yo montre nan figi a.
Prezans yon chaj pozitif sou bò dwat atòm dyelèktrik yo ak yon chaj negatif sou bò gòch atòm dyelèktrik yo kreye yon chan elektrik. Ki soti adwat a goch, sa ki febli chan elektrik ki pwodui pa chaj elektrik sou plak kondiktè a, ki soti agoch a dwat. Kidonk, chan elektrik la diminye non pa paske chaj elektrik sou de plak/fèy kondiktè a diminye, men paske chan elektrik la parèt nan dyelèktrik la nan direksyon opoze a. Si dyelèktrik la libere, fòs chan elektrik ki pwodui pa chaj elektrik sou de plak oswa fèy kondiktè a retounen nan nòmal.
If
Lè fòs chan elektrik ki pwodui pa chaj elektrik sou tou de plak kondiktè yo diminye, potansyèl elektrik ant de plak kondiktè yo diminye tou. Paske chan elektrik la dirèkteman pwopòsyonèl ak potansyèl elektrik la jan sa endike nan ekwasyon E = V / d, kote E = chan elektrik, V = potansyèl elektrik ak d = distans ant de plak yo. Si anvan gen yon potansyèl elektrik nan dyelèktrik la se Vo, alò apre dyelèktrik la, potansyèl elektrik la redwi a V pa faktè K.
Matematikman, Vo = KV oubyen V = Vo / K oubyen K = Vo / V, kote K = konstan dyelèktrik. Vo > V pou fè K > 1.
Tanpri sonje kantite chaj elektrik ki sou tou de plak oswa fèy kondiktè yo pa chanje, kidonk kantite chaj final la egal ak kantite chaj inisyal la (Q = Qo). Chanjman nan kapasitans kondansateur a kalkile nan fason sa a:
C = kapasitans final, Co = kapasitans inisyal, Q = chaj final, Qo = chaj inisyal, V = potansyèl final, Vo = potansyèl inisyal, K = konstan dyelèktrik
Baze sou ekwasyon ki anwo a, nou konkli ke kapasitans inisyal la (Co) pi piti alòske kapasitans final la (C) pi gwo. Kapasitans lan ogmante pa yon faktè K, kote K se konstan dyelèktrik la. Valè konstan dyelèktrik chak materyèl izolan an varye. Konstan dyelèktrik la (K) se rezilta rapò kapasitans kondansateur a lè w ap itilize yon dyelèktrik, ak kapasitans kondansateur a lè w pa itilize yon dyelèktrik.
Kapasitans dyelèktrik la ogmante paske distans ki genyen ant de plak kondiktè yo diminye.
Yon lòt fonksyon dyelèktrik se diminye distans (d) ant de plak kondiktè yo. Konsa, chan elektrik la (E) ak vòltaj elektrik la (V) ant de plak oswa fèy kondiktè yo ogmante, jan ekwasyon E = V / d endike a. Si chan elektrik la ak vòltaj elektrik ant de plak oswa fèy yo ogmante, lè sa a kapasitans kondansateur a ogmante.
Si kondansateur yo an paralèl, yo kalkile kapasitans lan lè l sèvi avèk fòmil sa a:
Baze sou de fòmil ki anwo yo, nou ka konkli ke kapasitans (C) kondansateur plak paralèl yo ka ogmante lè nou diminye distans ki genyen ant de plak yo oswa fèy kondiktè yo (d).
Kapasitans dyelèktrik la ogmante paske kapasitans kondansateur a ogmante.
Dyelektrik la fèt ak yon materyèl izolan ki, si l nan yon chan elektrik fò, l ap domaje. Domaj dyelektrik rive lè chan elektrik la tèlman fò ke li ka deplase elektwon yo sou atòm nan, apre sa elektwon yo frape elektwon ki sou lòt atòm pou fè koule elektwon yo nan dyelektrik la rive. Nan lòt mo, domaj dyelektrik lakòz dyelektrik la ki se yon izolan elektrik transfòme an yon kondiktè elektrik.
Pou evite domaj, chak dyelèktrik ki fèt ak yon sèten materyèl izolan gen yon valè chan elektrik maksimòm ki ka kenbe, yo rele sa fòs dyelèktrik. Fòs dyelèktrik materyèl izolan an pi gran pase fòs dyelèktrik lè a epi chak materyèl izolan gen yon fòs dyelèktrik diferan, gen kèk ki piti e gen kèk ki gwo. Donk, si yo itilize yon dyelèktrik ki gen yon gwo fòs dyelèktrik, chan elektrik ki ka kenbe a pi gran epi vòltaj ki ka kenbe a pi gran tou. Si chan elektrik la ak vòltaj elektrik ki pwodui pa de plak oswa fèy kondiktè a pi gran, se plis kantite chaj elektrik plak kondiktè a ka akomode. Plis chaj ki genyen andedan plak kondiktè a, se plis kapasitans kondansateur a ap gwo.
