Դիէլեկտրիկը մեկուսիչ է, որը բաժանում է կոնդենսատորի վրա գտնվող հաղորդչի երկու թիթեղները կամ թերթերը: Մեկուսիչները նյութեր են, որոնք չեն կարող անցկացնել էլեկտրական հոսանք, օրինակ՝ պլաստմասա, ապակի, թուղթ կամ փայտ: Դիէլեկտրիկի գործառույթը տարողունակության մեծացումն է, որպեսզի կոնդենսատորը կարողանա կուտակել ավելի շատ էլեկտրական լիցք և էլեկտրական պոտենցիալ էներգիա:
Կոնդենսատորը կարող է գործել , եթե երկու հաղորդիչների թիթեղները չեն դիպչում միմյանց, որպեսզի էլեկտրական լիցքը չտեղափոխվի մեկ հաղորդչից մյուսը։ Նմանապես, որպեսզի էլեկտրական լիցքը չտեղափոխվի հաղորդչից օդ, երկու հաղորդիչների միջև ընկած տարածությունը պետք է լինի վակուում։ Զուգահեռ թիթեղի մասին թեմայում քննարկվել է վակուումով բաժանված զուգահեռ թիթեղային կոնդենսատորների տարողունակությունը։ Վակուումում կոնդենսատորի տարողունակությունն ունի սահմանափակումներ, այնպես որ տարողունակությունը մեծացնելու համար դիէլեկտրիկը տեղադրվում է երկու թիթեղների միջև։
Դիէլեկտրիկը մեծացնում է տարողունակությունը, քանի որ երկու հաղորդիչ թիթեղների միջև էլեկտրական պոտենցիալը նվազում է
Ինչո՞ւ է կոնդենսատորի տարողունակությունը մեծանում երկու թիթեղների կամ թերթերի միջև դիէլեկտրիկը տեղադրելուց հետո։ Այս հարցի պատասխանը պարզելու համար նախ հիշեք էլեկտրական լիցքի մասին դասը։ Նման էլեկտրական լիցքերը վանում են միմյանց, մինչդեռ ի տարբերություն էլեկտրական լիցքերի, դրանք ձգում են միմյանց։ Օրինակ՝ դրական լիցքը ձգում է բացասական լիցք, բայց վանում է դրական լիցքը։ Այդ դեպքում ինչո՞ւ կարող են բացասական լիցքավորված պլաստմասսաները ձգել թղթի փոքր կտորներ, որոնք էլեկտրականորեն լիցքավորված չեն։ Սա տեղի է ունենում, քանի որ թղթի կտորը ենթարկվում է լիցքի բևեռացման։
Թղթի նման մեկուսիչ նյութերում էլեկտրոնները չեն կարող ազատորեն շարժվել, ինչպես հաղորդիչ նյութերում։ Այսպիսով, երբ բացասական լիցքավորված պլաստիկը մոտեցվում է թղթի կտորին, ատոմին կապված էլեկտրոնները մերժվում են բացասական լիցքավորված պլաստիկից հեռու։ Այսպիսով, թղթի վրա տեղի է ունենում բացասական և դրական լիցքերի բևեռացում։ Թղթի վրա բացասական լիցքը ավելի հեռու է պլաստիկից, մինչդեռ թղթի վրա դրական լիցքը ավելի մոտ է պլաստիկին։ Այնուհետև պլաստիկի վրա բացասական լիցքը քաշում է թղթի կտորի վրա դրական լիցքը, մինչև թուղթը մոտենա պլաստիկին։
Թղթի կտորների վրա տեղի ունեցող լիցքի բևեռացման գործընթացը նման է դիէլեկտրիկում տեղի ունեցող լիցքի բևեռացմանը: Ինչպես ցույց է տրված ձախ կողմում գտնվող նկարում, օրինակ, սկզբում կային միայն երկու կտոր էլեկտրական լիցքավորված հաղորդիչներ: Ձախ թիթեղը դրական լիցքավորված է, մինչդեռ աջ թիթեղը՝ բացասական, այնպես որ էլեկտրական դաշտի ուղղությունը ձախից աջ է:
Դիէլեկտրիկը երկու հաղորդիչ թիթեղների միջև տեղադրելուց հետո, ձախ թիթեղի դրական լիցքը քաշում է մոտակա դիէլեկտրիկ մակերեսի վրա գտնվող էլեկտրոնները: Բացի այդ, աջ թիթեղի բացասական լիցքը վանում է մոտակա դիէլեկտրիկ մակերեսի վրա գտնվող էլեկտրոնները: Դիէլեկտրիկի, որը մեկուսիչ է, էլեկտրոնները ազատորեն չեն շարժվում, ինչպես հաղորդչի մեջ գտնվող էլեկտրոնները: Հետևաբար, էլեկտրոնները մնում են կապված ատոմին, բայց կա բացասական լիցքավորված էլեկտրոնների և դրական լիցքավորված պրոտոնների բևեռացում, ինչպես ցույց է տրված նկարում:
Դիէլեկտրիկ ատոմների աջ կողմում դրական լիցքի և դիէլեկտրիկ ատոմների ձախ կողմում բացասական լիցքի առկայությունը առաջացնում է էլեկտրական դաշտ։ Աջից ձախ է, որը թուլացնում է հաղորդչի թիթեղի վրա էլեկտրական լիցքի կողմից առաջացած էլեկտրական դաշտը, որը ձախից աջ է։ Այսպիսով, էլեկտրական դաշտը նվազում է ոչ թե այն պատճառով, որ հաղորդչի երկու թիթեղների/թերթերի վրա էլեկտրական լիցքը նվազում է, այլ այն պատճառով, որ էլեկտրական դաշտը դիէլեկտրիկում հայտնվում է հակառակ ուղղությամբ։ Եթե դիէլեկտրիկը ազատվում է, հաղորդչի երկու թիթեղների կամ թերթերի վրա էլեկտրական լիցքի կողմից առաջացած էլեկտրական դաշտի ուժգնությունը վերադառնում է նորմալի։
If
Երկու հաղորդիչ թիթեղների վրա էլեկտրական լիցքի կողմից առաջացած էլեկտրական դաշտի ուժգնությունը նվազում է, երկու հաղորդիչ թիթեղների միջև էլեկտրական պոտենցիալը նույնպես նվազում է։ Քանի որ էլեկտրական դաշտը ուղիղ համեմատական է էլեկտրական պոտենցիալին, ինչպես նշված է E = V / d հավասարման մեջ, որտեղ E = էլեկտրական դաշտ, V = էլեկտրական պոտենցիալ, իսկ d = երկու թիթեղների միջև հեռավորությունը։ Եթե դիէլեկտրիկից առաջ էլեկտրական պոտենցիալը Vo է, ապա դիէլեկտրիկից հետո էլեկտրական պոտենցիալը նվազում է մինչև V՝ K գործակցով։
Մաթեմատիկորեն, Vo = KV կամ V = Vo / K կամ K = Vo / V, որտեղ K = դիէլեկտրիկ հաստատուն։ Vo > V, այնպես որ K > 1։
Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ հաղորդիչների երկու թիթեղների կամ թերթերի վրա էլեկտրական լիցքի քանակը չի փոխվում, այնպես որ վերջնական լիցքի քանակը հավասար է սկզբնական լիցքի քանակին (Q = Qo): Կոնդենսատորի տարողունակության փոփոխությունը հաշվարկվում է հետևյալ կերպ՝
C = վերջնական տարողունակություն, Co = սկզբնական տարողունակություն, Q = վերջնական լիցք, Qo = սկզբնական լիցք, V = վերջնական պոտենցիալ, Vo = սկզբնական պոտենցիալ, K = դիէլեկտրիկ հաստատուն
Վերոնշյալ հավասարման հիման վրա եզրակացվում է, որ սկզբնական տարողունակությունը (Co) ավելի փոքր է, մինչդեռ վերջնական տարողունակությունը (C)՝ ավելի մեծ։ Տարողունակությունը մեծանում է K անգամ, որտեղ K-ն դիէլեկտրիկ հաստատունն է։ Յուրաքանչյուր մեկուսիչ նյութի դիէլեկտրիկ հաստատունի արժեքը տարբեր է։ Դիէլեկտրիկ հաստատունը (K) դիէլեկտրիկ օգտագործելիս կոնդենսատորի տարողության և դիէլեկտրիկ չօգտագործելիս կոնդենսատորի տարողության հարաբերակցության արդյունքն է։
Դիէլեկտրիկ տարողունակությունը մեծանում է, քանի որ երկու հաղորդիչ թիթեղների միջև հեռավորությունը նվազում է
Մեկ այլ դիէլեկտրիկ ֆունկցիա է երկու հաղորդիչ թիթեղների միջև հեռավորության (d) կրճատումը։ Այսպիսով, երկու հաղորդիչների թիթեղների կամ թերթերի միջև էլեկտրական դաշտը (E) և էլեկտրական լարումը (V) մեծանում են, ինչպես նշված է E = V / d հավասարման մեջ։ Եթե երկու թիթեղների կամ թերթերի միջև էլեկտրական դաշտը և էլեկտրական լարումը մեծանում են, ապա կոնդենսատորի տարողունակությունը մեծանում է։
Եթե հաշվի առնված կոնդենսատորները զուգահեռ են, ապա տարողունակությունը հաշվարկվում է հետևյալ բանաձևով.
Վերոնշյալ երկու բանաձևերի հիման վրա կարելի է եզրակացնել, որ զուգահեռ թիթեղային կոնդենսատորների տարողունակությունը (C) կարող է մեծացվել՝ նվազեցնելով երկու թիթեղների կամ հաղորդիչ թիթեղների միջև հեռավորությունը (d):
Դիէլեկտրիկ տարողունակությունը մեծանում է, քանի որ կոնդենսատորի տարողունակությունը մեծանում է
Դիէլեկտրիկը պատրաստված է մեկուսիչ նյութից, որը, եթե այն գտնվում է ուժեղ էլեկտրական դաշտում, կվնասվի: Դիէլեկտրիկ վնասը տեղի է ունենում, երբ էլեկտրական դաշտն այնքան ուժեղ է, որ կարող է էլեկտրոններ դուրս մղել ատոմից, այնուհետև էլեկտրոնները հարվածում են այլ ատոմների վրա գտնվող էլեկտրոններին, որպեսզի տեղի ունենա էլեկտրոնների հոսք դիէլեկտրիկում: Այլ կերպ ասած, դիէլեկտրիկ վնասը հանգեցնում է նրան, որ դիէլեկտրիկը, որը էլեկտրական մեկուսիչ է, վերածվում է էլեկտրական հաղորդչի:
Վնասվածքից խուսափելու համար, որոշակի մեկուսիչ նյութից պատրաստված յուրաքանչյուր դիէլեկտրիկ ունի առավելագույն էլեկտրական դաշտի արժեք, որը կարող է պահվել, որը կոչվում է դիէլեկտրիկ ամրություն: Մեկուսիչ նյութի դիէլեկտրիկ ամրությունը մեծ է օդի դիէլեկտրիկ ամրությունից, և յուրաքանչյուր մեկուսիչ նյութ ունի տարբեր դիէլեկտրիկ ամրություն. որոշները փոքր են, որոշները՝ մեծ: Այսպիսով, եթե օգտագործվում է մեծ դիէլեկտրիկ ամրություն ունեցող դիէլեկտրիկ, պահվող էլեկտրական դաշտը մեծ է, և պահվող լարումը նույնպես մեծ է: Եթե էլեկտրական դաշտը և հաղորդչի երկու թիթեղների կամ թերթերի կողմից առաջացած էլեկտրական լարումը մեծ են, այնքան մեծ է էլեկտրական լիցքի քանակը, որը կարող է տեղավորվել հաղորդչի թիթեղի կողմից: Որքան շատ լիցք կա հաղորդչի թիթեղի ներսում, այնքան մեծ է կոնդենսատորի տարողունակությունը:
