Kondensators var darboties, ja divas plāksnes/vadītāja loksnes nepieskaras viena otrai, lai elektriskais lādiņš nepārvietotos no viena vadītāja uz otru. Līdzīgi, lai elektriskais lādiņš nepārvietotos no vadītāja gaisā, telpai starp abiem vadītājiem jābūt vakuumam. Rakstā par paralēlo plākšņu kondensatoriem tika apspriesta paralēlo plākšņu kondensatora kapacitāte, kur abas plāksnes atdala vakuums. Kondensatora kapacitātei vakuumā ir ierobežojumi, tāpēc, lai palielinātu kapacitāti, starp abām plāksnēm/vadītāja loksnēm tiek ievietots dielektriķis.
Dielektriķis ir izolators, kas atdala divas kondensatora vadošās plāksnes. Izolators ir materiāls, kas nevada elektrību, piemēram, plastmasa, stikls, papīrs vai koks. Dielektriķa funkcija ir palielināt kapacitāti, ļaujot kondensatoram uzglabāt lielu daudzumu elektriskā lādiņa un potenciālās enerģijas.
Dielektriķi palielina kapacitāti, jo samazinās elektriskais potenciāls starp divām vadošajām plāksnēm.
Kāpēc kondensatora kapacitāte palielinās pēc tam, kad starp divām plāksnēm/vadītāja loksnēm ievieto dielektriķi? Lai uzzinātu atbildi uz šo jautājumu, vispirms atcerieties mācību par Elektriskais lādiņšElektriskie lādiņi atgrūž viens otru, savukārt elektriskie lādiņi pievelk viens otru. Piemēram, pozitīvie lādiņi pievelk viens otru.
ar negatīvu lādiņu, bet atgrūž ar pozitīvu lādiņu. Tad kāpēc negatīvi lādēta plastmasa var pievilkt mazus papīra gabaliņus, kas nav elektriski lādēti? Tas notiek tāpēc, ka papīra gabaliņi piedzīvo lādiņa polarizāciju. Elektroni izolācijas materiālos, piemēram, papīrā, nevar brīvi pārvietoties tāpat kā elektroni vadošos materiālos. Tātad, kad negatīvi lādēta plastmasa tiek pietuvināta papīra gabaliņiem, ar atomiem saistītie elektroni tiek atgrūsti prom no negatīvi lādētās plastmasas, kā rezultātā notiek negatīvā un pozitīvā lādiņa polarizācija uz papīra. Negatīvais lādiņš uz papīra atrodas tālāk no plastmasas, savukārt pozitīvais lādiņš uz papīra ir tuvāk plastmasai. Turklāt negatīvais lādiņš uz plastmasas piesaista pozitīvo lādiņu uz papīra gabaliņiem, līdz vieglākais papīrs pārvietojas tuvāk plastmasai.
Polarizācijas process jeb lādiņa polarizācija, kas notiek papīra gabalā, ir līdzīgs lādiņa polarizācijai, kas notiek dielektrikā. Kā parādīts attēlā kreisajā pusē, piemēram, sākotnēji ir tikai divas elektriski lādētas vadītāja plāksnes. Kreisā plāksne ir pozitīvi lādēta, bet labā plāksne ir negatīvi lādēta, tāpēc elektriskā lauka virziens ir no kreisās uz labo pusi.
Pēc tam, kad dielektriķis ir novietots starp divām vadītāja plāksnēm, kreisās plāksnes pozitīvais lādiņš pievelk elektronus uz blakus esošās dielektriskās virsmas, un labās plāksnes negatīvais lādiņš atgrūž elektronus uz blakus esošās dielektriskās virsmas. Dielektriķa, kas ir izolators, elektroni nevar brīvi pārvietoties tāpat kā vadītājā esošie elektroni. Tāpēc elektroni paliek saistīti ar atomiem, bet notiek negatīvi lādēto elektronu un pozitīvi lādēto protonu polarizācija, kā parādīts attēlā. Pozitīva lādiņa klātbūtne dielektriskā atomu labajā pusē un negatīva lādiņa klātbūtne dielektriskā atomu kreisajā pusē rada elektrisko lauku, kas vērsts no labās uz kreiso pusi, tādējādi vājinot elektriskā lauka stiprumu, ko rada vadītāja plāksnes elektriskais lādiņš, kas vērsts no kreisās uz labo pusi. Tātad elektriskais lauks samazinās nevis tāpēc, ka samazinās elektriskais lādiņš uz abām plāksnēm/vadītāja loksnēm, bet gan tāpēc, ka dielektriķī parādās pretējā virzienā vērsts elektriskais lauks. Noņemot dielektriķi, elektriskā lādiņa uz abām plāksnēm/vadītāja loksnēm radītais elektriskā lauka stiprums atgriežas sākotnējā stāvoklī.
Ja elektriskā lauka stiprums, ko rada elektriskais lādiņš uz abām vadītāja plāksnēm, samazinās, tad elektriskā lauka dēļ samazinās arī elektriskais potenciāls starp abām vadītāja plāksnēm.
Elektrība ir tieši proporcionāla elektriskajam potenciālam, kā norādīts vienādojumā E = V / d, kur E = elektriskais lauks, V = elektriskais potenciāls un d = attālums starp abām plāksnēm. Ja iepriekš bija dielektriķis, elektriskais potenciāls bija V.o Tātad pēc dielektriķa klātbūtnes elektriskais potenciāls tiek samazināts līdz V par koeficientu K. Matemātiski Vo = KV vai V = Vo / K vai K = Vo / V, kur K = dielektriskā konstante. Vo > V tā, lai K > 1.
Jāatzīmē, ka elektriskā lādiņa daudzums uz abām plāksnēm/vadītāja loksnēm nemainās, tāpēc galīgais lādiņa daudzums ir tāds pats kā sākotnējais lādiņa daudzums (Q = Qo). Kondensatora kapacitātes izmaiņas aprēķina, izmantojot šādu formulu:
![]()
Formulas apraksts: C = galīgā kapacitāte, C0 = sākotnējā kapacitāte, Q = galīgais lādiņš, Q0 = sākotnējais lādiņš, V = galīgais potenciāls, V0 = sākotnējais potenciāls, K = dielektriskā konstante
Pamatojoties uz iepriekš minēto vienādojumu, tiek secināts, ka sākotnējā kapacitāte (C o ) ir mazāka, bet galīgā kapacitāte (C ) ir lielāka. Kapacitāte palielinās par koeficientu K, kur K ir dielektriskā konstante. Katra izolācijas materiāla dielektriskās konstantes vērtība ir atšķirīga. Dielektriskā konstante (K) ir kondensatora kapacitātes, kad tiek izmantots dielektriķis, un kondensatora kapacitātes, kad dielektriķis netiek izmantots, salīdzināšanas rezultāts.
Dielektriķi palielina kapacitāti, jo samazinās attālums starp divām vadošajām plāksnēm.
Vēl viena dielektriķa funkcija ir samazināt attālumu (d) starp divām vadītāja plāksnēm, lai elektriskais lauks (E) un elektriskais spriegums (V) starp abām vadītāja plāksnēm/loksnēm palielinātos, kā norādīts vienādojumā E = V / d. Ja elektriskais lauks un elektriskais spriegums starp abām plāksnēm/loksnēm palielinās, tad palielinās arī kondensatora kapacitāte.
Ja attiecīgais kondensators ir paralēla plāksne, tad tā kapacitāti aprēķina, izmantojot šādu formulu:

Pamatojoties uz abām iepriekš minētajām formulām, var secināt, ka paralēlo plākšņu kondensatora kapacitāti (C) var palielināt, samazinot attālumu starp divām plāksnēm/vadītāja loksnēm (d).
Dielektriķi palielina kapacitāti, jo palielinās kondensatora dielektriskā izturība.
Dielektriķi ir izgatavoti no izolācijas materiāliem, kas, novietoti ļoti spēcīgā elektriskajā laukā, piedzīvos sabrukumu. Dielektriķa sabrukums notiek, kad elektriskais lauks ir tik spēcīgs, ka tas izraisa elektronu atdalīšanos no atomiem, kur šie elektroni saduras ar elektroniem citos atomos, izraisot elektronu plūsmu dielektriķa iekšienē. Citiem vārdiem sakot, dielektriķa sabrukums izraisa dielektriķa, kas ir elektriskais izolators, pārvēršanos par elektrības vadītāju.
Lai izvairītos no bojājumiem, katram dielektriķim, kas izgatavots no noteikta izolācijas materiāla, ir maksimālā elektriskā lauka vērtība, ko tas var izturēt, ko sauc par dielektrisko izturību. Izolācijas materiāla dielektriskā izturība ir lielāka nekā gaisa dielektriskā izturība, un katram izolācijas materiālam ir atšķirīga dielektriskā izturība – daži ir mazi, bet citi – lieli. Tātad, ja tiek izmantots dielektriķis ar lielu dielektrisko izturību, elektriskais lauks, ko var noturēt, ir lielāks, un arī elektriskais spriegums, ko var noturēt. Ja abu plākšņu/vadītāja loksņu radītais elektriskais lauks un elektriskais spriegums ir lielāki, vadītāja plāksne var uzņemt lielāku elektriskā lādiņa daudzumu. Jo lielāks lādiņš ir vadītāja plāksnē, jo lielāka ir kondensatora kapacitāte.