커패시터는 두 개의 판/도체가 서로 접촉하지 않아 전하가 한 도체에서 다른 도체로 이동하지 않을 때 작동합니다. 마찬가지로, 전하가 도체에서 공기로 이동하지 않으려면 두 도체 사이의 공간은 진공이어야 합니다. 평행판 커패시터에 대한 글에서는 두 판이 진공으로 분리된 평행판 커패시터의 정전 용량에 대해 논의했습니다. 진공 상태에서의 커패시터 정전 용량에는 한계가 있으므로 정전 용량을 증가시키기 위해 두 판/도체 사이에 유전체를 배치합니다.
유전체는 축전기의 두 전도성 판 사이를 분리하는 절연체입니다. 절연체는 플라스틱, 유리, 종이, 나무처럼 전기를 전도하지 않는 물질입니다. 유전체의 기능은 축전기의 정전 용량을 증가시켜 더 많은 양의 전하와 위치 에너지를 저장할 수 있도록 하는 것입니다.
유전체는 두 전도성 판 사이의 전기적 전위차를 감소시키기 때문에 정전 용량을 증가시킵니다.
두 개의 판/도체 사이에 유전체를 넣으면 커패시터의 정전 용량이 증가하는 이유는 무엇일까요? 이 질문에 대한 답을 찾으려면 먼저 이전에 배운 내용을 떠올려 보세요. 전하같은 전하끼리는 서로 밀어내고, 다른 전하끼리는 서로 끌어당깁니다. 예를 들어, 양전하끼리는 서로 끌어당깁니다. 
음전하를 띠는 플라스틱은 서로 끌어당기지만 양전하를 띠는 플라스틱과는 밀어냅니다. 그런데 왜 음전하를 띤 플라스틱은 전하를 띠지 않은 작은 종이 조각을 끌어당길 수 있을까요? 이는 종이에서 전하 분극 현상이 일어나기 때문입니다. 종이와 같은 절연체 속의 전자는 전도성 물질 속의 전자처럼 자유롭게 움직일 수 없습니다. 따라서 음전하를 띤 플라스틱을 종이 가까이 가져가면, 종이 원자에 속박된 전자가 음전하를 띤 플라스틱에서 멀어지면서 종이의 전하가 음전하와 양전하로 분극됩니다. 종이의 음전하는 플라스틱에서 멀리 떨어져 있고, 양전하는 플라스틱에 더 가깝습니다. 이렇게 플라스틱의 음전하는 종이의 양전하를 끌어당겨, 양전하가 없는 종이가 플라스틱 쪽으로 이동하게 됩니다.
종이에서 일어나는 분극 과정, 즉 전하 분극은 유전체에서 일어나는 전하 분극과 유사합니다. 예를 들어 왼쪽 그림에서처럼 처음에는 전기적으로 대전된 도체판이 두 개만 있습니다. 왼쪽 판은 양전하를 띠고 오른쪽 판은 음전하를 띠므로 전기장의 방향은 왼쪽에서 오른쪽입니다.
두 도체 판 사이에 유전체를 놓으면, 왼쪽 판의 양전하는 인접한 유전체 표면의 전자를 끌어당기고, 오른쪽 판의 음전하는 인접한 유전체 표면의 전자를 밀어냅니다. 절연체인 유전체 내의 전자는 도체 내의 전자처럼 자유롭게 움직일 수 없습니다. 따라서 전자는 원자에 속박된 상태로 남아 있지만, 그림에서처럼 음전하를 띤 전자와 양전하를 띤 양성자가 분극됩니다. 유전체 원자의 오른쪽에 양전하가, 왼쪽에 음전하가 존재함으로써 오른쪽에서 왼쪽으로 향하는 전기장이 생성되어, 왼쪽에서 오른쪽으로 향하는 도체 판의 전하에 의해 생성되는 전기장을 약화시킵니다. 따라서 전기장이 감소하는 것은 두 판/도체 판의 전하량이 감소해서가 아니라, 유전체 내에 반대 방향의 전기장이 생성되기 때문입니다. 유전체를 제거하면 두 판/도체 판의 전하에 의해 생성된 전기장의 세기는 원래 상태로 돌아갑니다.
두 도체판에 있는 전하에 의해 발생하는 전기장의 세기가 감소하면, 전기장으로 인해 두 도체판 사이의 전위차도 감소합니다.
전기는 전기장 E = V / d라는 공식에서 알 수 있듯이 전기 전위에 정비례합니다. 여기서 E는 전기장, V는 전기 전위, d는 두 판 사이의 거리입니다. 유전체가 존재하기 전에는 전기 전위가 V였습니다.o 유전체가 존재하게 되면 전기 전위는 K만큼 감소하여 V가 됩니다. 수학적으로 표현하면 V입니다.o = KV 또는 V = Vo / K 또는 K = Vo / V, 여기서 K는 유전 상수입니다. Vo > V가 K>1이 되도록 합니다.
두 판/도체 시트의 전하량은 변하지 않으므로 최종 전하량은 초기 전하량과 동일하다는 점에 유의해야 합니다(Q = Q).o커패시터의 용량 변화는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.
공식 설명: C = 최종 정전 용량, Co = 초기 정전 용량, Q = 최종 전하량, Qo = 초기 전하량, V = 최종 전위, Vo = 초기 전위, K = 유전 상수
위 식에 따르면 초기 정전용량(Co)은 작고 최종 정전용량(C)은 커진다는 결론을 내릴 수 있습니다 . 정전용량은 유전 상수 K만큼 증가합니다. 각 절연 재료의 유전 상수 값은 서로 다릅니다. 유전 상수(K)는 유전체를 사용했을 때의 커패시터 정전용량과 유전체를 사용하지 않았을 때의 커패시터 정전용량을 비교한 값입니다.
유전체는 두 전도성 판 사이의 거리를 줄이기 때문에 정전 용량을 증가시킵니다.
유전체의 또 다른 기능은 두 도체 판 사이의 거리(d)를 줄여서 두 도체 판/시트 사이의 전기장(E)과 전압(V)이 E = V / d라는 식으로 증가하도록 하는 것입니다. 두 판/시트 사이의 전기장과 전압이 증가하면 축전기의 정전 용량이 증가합니다.
해당 커패시터가 평행판 커패시터인 경우, 그 용량은 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.
위의 두 공식을 바탕으로, 평행판 커패시터의 정전용량(C)은 두 판/도체 사이의 거리(d)를 줄임으로써 증가시킬 수 있다는 결론을 내릴 수 있다.
유전체를 첨가하면 커패시터의 절연 강도가 증가하기 때문에 용량이 증가합니다.
유전체는 매우 강한 전기장에 놓이면 절연 파괴를 일으키는 절연체입니다. 유전체 파괴는 전기장이 너무 강해서 원자에서 전자가 떨어져 나와 다른 원자의 전자와 충돌하면서 유전체 내부에서 전자의 흐름을 발생시킬 때 일어납니다. 즉, 유전체 파괴는 전기 절연체인 유전체가 전기 전도체가 되는 현상을 초래합니다.
손상을 방지하기 위해 특정 절연 재료로 만들어진 각 유전체는 견딜 수 있는 최대 전기장 값을 가지는데, 이를 유전 강도라고 합니다. 절연 재료의 유전 강도는 공기의 유전 강도보다 크며, 각 절연 재료마다 유전 강도가 다릅니다. 유전 강도가 큰 유전체를 사용하면 더 큰 전기장을 유지할 수 있고, 더 높은 전압을 저장할 수 있습니다. 두 판/도체 사이에 발생하는 전기장과 전압이 클수록 도체 판에 저장할 수 있는 전하량이 많아집니다. 도체 판에 저장된 전하량이 많을수록 축전기의 정전 용량이 커집니다.
